Мэтиз. Изучаем Python. Crash course2 n d e d i t i o na h a n d s o n, p r o j e c t b a s e d i n t r o d u c t i o n t o p r o g r a m m i n g

• Название: Crash course2 n d e d i t i o na h a n d s o n, p r o j e c t b a s e d i n t r o d u c t i o n t o p r o g r a m m i n g
• Дата: 28.06.2022
• Размер: 6.2 Mb.
• Имя файла: Мэтиз. Изучаем Python.pdf
• Тип: Документы; #618322
• страница: 23 из 52

199
Эта строка означает, что файл
.txt следует искать в каталоге text_files
; она предпо- лагает, что каталог text_files находится в python_work
(так оно и есть).
ПРИМЕЧАНИЕ В системе Windows при отображении путей файлов используется об- ратный слеш . Но в своем коде вы можете использовать и обычный слеш .
Также можно точно определить местонахождение файла в вашей системе неза- висимо от того, где хранится выполняемая программа. Такие пути называются
абсолютными и используются в том случае, если относительный путь не работает.
Например, если каталог text_files находится не в python_work
, а в другом каталоге
(скажем, в каталоге с именем other_files
), то передать open()
путь 'text_files/
filename.txt'
не получится, потому что Python будет искать указанный каталог только внутри python_work
. Чтобы объяснить Python, где следует искать файл, не- обходимо записать полный путь.
Абсолютные пути обычно длиннее относительных, поэтому их лучше сохранять в переменных, которые затем передаются open()
:
file_path = '/home/ehmatthes/other_files/text_files/имя_файла.txt'
with open(file_path) as file_object:
С абсолютными путями вы сможете читать файлы из любого каталога вашей си- стемы. Пока будет проще хранить файлы в одном каталоге с файлами программ или в каталогах, вложенных в каталог с файлами программ (таких, как text_files из рассмотренного примера).
ПРИМЕЧАНИЕ Если вы попытаетесь использовать символ \ в пути, произойдет ошибка, потому что этот символ используется для экранирования служебных символов в строках . Например, в пути 'C:\path\to\file.txt' последовательность \t интерпре- тируется как символ табуляции . Если вам потребуется включить литерал \ в строку, экранируйте каждое вхождение такого символа: 'C:\\path\\to\\file.txt' .
Чтение по строкам
В процессе чтения файла часто бывает нужно обработать каждую строку. Воз- можно, вы ищете некую информацию в файле или собираетесь каким-то образом изменить текст — например, при чтении файла с метеорологическими данными вы обрабатываете каждую строку, в которой в описании погоды встречается слово
«солнечно». Или, допустим, в новостях вы ищете каждую строку с тегом заголовка и заменяете ее специальными элементами форматирования.
Для последовательной обработки каждой строки в файле можно воспользоваться циклом for
:
file_reader.py
❶
filename = 'pi_digits.txt'

200 Глава 10 • Файлы и исключения
❷
with open(filename) as file_object:
❸
for line in file_object:
print(line)
В точке  имя файла, из которого читается информация, сохраняется в перемен- ной filename
. Это стандартный прием при работе с файлами: так как переменная filename не представляет конкретный файл (это всего лишь строка, которая со- общает Python, где найти файл), вы сможете легко заменить 'pi_digits.txt'
именем другого файла, с которым вы собираетесь работать. После вызова open()
объект, представляющий файл и его содержимое, сохраняется в переменной file_
object

. Мы снова используем синтаксис with
, чтобы поручить Python открывать и закрывать файл в нужный момент. Для просмотра содержимого все строки файла перебираются в цикле for по объекту файла .
На этот раз пустых строк оказывается еще больше:
3.1415926535 8979323846 2643383279
Пустые строки появляются из-за того, что каждая строка в текстовом файле завер- шается невидимым символом новой строки. Команда print добавляет свой символ новой строки при каждом вызове, поэтому в результате каждая строка завершается
двумя символами новой строки: один прочитан из файла, а другой добавлен коман- дой print
. Вызов rstrip()
в команде print удаляет лишние пустые строки:
filename = 'pi_digits.txt'
with open(filename) as file_object:
for line in file_object:
print(line.rstrip())
Теперь вывод снова соответствует содержимому файла:
3.1415926535 8979323846 2643383279
Создание списка строк по содержимому файла
При использовании with объект файла, возвращаемый вызовом open()
, доступен только в пределах содержащего его блока with
. Если вы хотите, чтобы содержимое файла оставалось доступным за пределами блока with
, сохраните строки файла в списке внутри блока и в дальнейшем работайте с полученным списком. Одни части файла можно обработать немедленно, а другие отложить для обработки в будущем.

Чтение из файла 201
В следующем примере строки pi_digits .txt сохраняются в списке в блоке with
, после чего выводятся за пределами этого блока:
filename = 'pi_digits.txt'
with open(filename) as file_object:
❶
lines = file_object.readlines()
❷
for line in lines:
print(line.rstrip())
В точке  метод readlines()
последовательно читает каждую строку из файла и сохраняет ее в списке. Список сохраняется в переменной lines
, с которой можно продолжить работу после завершения блока with
. В точке  в простом цикле for выводятся все элементы списка lines
. Так как каждый элемент lines соответствует ровно одной строке файла, вывод точно соответствует его содержимому.
Работа с содержимым файла
После того как файл будет прочитан в память, вы сможете обрабатывать данные так, как считаете нужным. Для начала попробуем построить одну строку со всеми цифрами из файла без промежуточных пропусков:
pi_string.py
filename = 'pi_digits.txt'
with open(filename) as file_object:
lines = file_object.readlines()
❶
pi_string = ''
❷
for line in lines:
pi_string += line.rstrip()
❸
print(pi_string)
print(len(pi_string))
Сначала программа открывает файл и сохраняет каждую строку цифр в списке — точно так же, как это делалось в предыдущем примере. В точке  создается пере- менная pi_string для хранения цифр числа «пи». Далее следует цикл, который добавляет к pi_string каждую серию цифр, из которой удаляется символ новой строки . В точке  программа выводит строку и ее длину:
3.1415926535 8979323846 2643383279 36
Переменная pi_string содержит пропуски, которые присутствовали в начале каждой строки цифр. Чтобы удалить их, достаточно использовать strip()
вместо rstrip()
:

202 Глава 10 • Файлы и исключения for line in lines:
pi_string += line.strip()
print(pi_string)
print(len(pi_string))
В итоге мы получаем строку, содержащую значение «пи» с точностью до 30 знаков.
Длина строки равна 32 символам, потому что в нее также включается начальная цифра 3 и точка:
3.141592653589793238462643383279 32
ПРИМЕЧАНИЕ Читая данные из текстового файла, Python интерпретирует весь текст в файле как строку . Если вы читаете из текстового файла число и хотите работать с ним в числовом контексте, преобразуйте его в целое число функцией int() или в веще- ственное число функцией float() .
Большие файлы: миллион цифр
До настоящего момента мы ограничивались анализом текстового файла, кото- рый состоял всего из трех строк, но код этих примеров будет работать и с много большими файлами. Начиная с текстового файла, содержащего значение «пи» до
1 000 000 знаков (вместо 30), вы сможете создать одну строку, которая содержит все эти цифры. Изменять программу вообще не придется — достаточно передать ей другой файл. Также мы ограничимся выводом первых 50 цифр, чтобы не пришлось ждать, пока в терминале не прокрутится миллион знаков:
pi_string.py
filename = 'pi_million_digits.txt'
with open(filename) as file_object:
lines = file_object.readlines()
pi_string = ''
for line in lines:
pi_string += line.strip()
print(f"{pi_string[:52]}...")
print(len(pi_string))
Из выходных данных видно, что строка действительно содержит значение «пи» с точностью до 1 000 000 знаков:
3.14159265358979323846264338327950288419716939937510...
1000002
Python не устанавливает никаких ограничений на длину данных, с которыми вы можете работать. Она ограничивается разве что объемом памяти вашей системы.

Чтение из файла 203
ПРИМЕЧАНИЕ Для запуска этой программы (и многих других примеров, при- веденных ниже) необходимо загрузить ресурсы по адресу https://www .nostarch .com/
pythoncrashcourse2e/
Проверка дня рождения
Меня всегда интересовало, не встречается ли мой день рождения среди цифр числа
«пи»? Воспользуемся только что созданной программой для проверки того, входит ли запись дня рождения пользователя в первый миллион цифр. Для этого можно записать день рождения в виде строки из цифр и посмотреть, присутствует ли эта строка в pi_string
:
for line in lines:
pi_string += line.strip()
❶
birthday = input("Enter your birthday, in the form mmddyy: ")
❷
if birthday in pi_string:
print("Your birthday appears in the first million digits of pi!")
else:
print("Your birthday does not appear in the first million digits of pi.")
В точке  программа запрашивает день рождения пользователя, а затем в точке  проверяет вхождение этой строки в pi_string
. Пробуем:
Enter your birthdate, in the form mmddyy: 120372
Your birthday appears in the first million digits of pi!
Оказывается, мой день рождения встречается среди цифр «пи»! После того, как данные будут прочитаны из файла, вы сможете делать с ними все, что сочтете нужным.
УПРАЖНЕНИЯ
10.1. Изучение Python: откройте пустой файл в текстовом редакторе и напишите несколь- ко строк текста о возможностях Python. Каждая строка должна начинаться с фразы «In
Python you can…». Сохраните файл под именем learning_python .txt в каталоге, использован- ном для примеров этой главы. Напишите программу, которая читает файл и выводит текст три раза: с чтением всего файла, с перебором строк объекта файла и с сохранением строк в списке с последующим выводом списка вне блока with
10.2. Изучение C: метод replace()
может использоваться для замены любого слова в стро- ке другим словом. В следующем примере слово 'dog'
заменяется словом 'cat'
:
>>> message = "I really like dogs."
>>> message.replace('dog', 'cat')
'I really like cats.'
Прочитайте каждую строку из только что созданного файла learning_python .txt и замените слово Python названием другого языка, например C. Выведите каждую измененную строку на экран.

204 Глава 10 • Файлы и исключения
Запись в файл
Один из простейших способов сохранения данных — запись в файл. Текст, записан- ный в файл, останется доступным и после закрытия терминала с выводом вашей программы. Вы сможете проанализировать результаты после завершения про- граммы или передать свои файлы другим. Вы также сможете написать программы, которые снова читают сохраненный текст в память и работают с ним.
Запись в пустой файл
Чтобы записать текст в файл, необходимо вызвать open()
со вторым аргументом, который сообщает Python, что вы собираетесь записывать данные в файл. Чтобы увидеть, как это делается, напишем простое сообщение и сохраним его в файле
(вместо того, чтобы просто вывести на экран):
write_message.py
filename = 'programming.txt'
❶
with open(filename, 'w') as file_object:
❷
file_object.write("I love programming.")
При вызове open()
в этом примере передаются два аргумента . Первый аргумент, как и прежде, содержит имя открываемого файла. Второй аргумент 'w'
сообщает
Python, что файл должен быть открыт в режиме записи. Файлы можно открывать в режиме чтения (
'r'
), записи (
'w'
), присоединения (
'a'
) или в режиме, допуска- ющем как чтение, так и запись в файл (
'r+'
). Если аргумент режима не указан,
Python по умолчанию открывает файл в режиме только для чтения.
Если файл, открываемый для записи, еще не существует, функция open()
автома- тически создает его. Будьте внимательны, открывая файл в режиме записи (
'w'
): если файл существует, то Python уничтожит его данные перед возвращением объ- екта файла.
В точке  метод write()
используется с объектом файла для записи строки в файл.
Программа не выводит данные на терминал, но открыв файл programming .txt
, вы увидите в нем одну строку:
programming.txt
I love programming.
Этот файл ничем не отличается от любого другого текстового файла на вашем ком- пьютере. Его можно открыть, записать в него новый текст, скопировать/вставить текст и т. д.
ПРИМЕЧАНИЕ Python может записывать в текстовые файлы только строковые дан- ные . Если вы захотите сохранить в текстовом файле числовую информацию, данные придется предварительно преобразовать в строки функцией str() .

Запись в файл 205
Многострочная запись
Функция write()
не добавляет символы новой строки в записываемый текст. А это означает, что если вы записываете сразу несколько строк без включения символов новой строки, полученный файл может выглядеть не так, как вы рассчитывали:
filename = 'programming.txt'
with open(filename, 'w') as file_object:
file_object.write("I love programming.")
file_object.write("I love creating new games.")
Открыв файл programming .txt
, вы увидите, что две строки «склеились»:
I love programming.I love creating new games.
Если включить символы новой строки в команды write()
, текст будет состоять из двух строк:
filename = 'programming.txt'
with open(filename, 'w') as file_object:
file_object.write("I love programming.\n")
file_object.write("I love creating new games.\n")
Результат выглядит так:
I love programming.
I love creating new games.
Для форматирования вывода также можно использовать пробелы, символы табу- ляции и пустые строки по аналогии с тем, как это делалось с выводом на терминал.
Присоединение данных к файлу
Если вы хотите добавить в файл новые данные вместо того, чтобы перезаписывать существующее содержимое, откройте файл в режиме присоединения. В этом слу- чае Python не уничтожает содержимое файла перед возвращением объекта файла.
Все строки, выводимые в файл, будут добавлены в конец файла. Если файл еще не существует, то Python автоматически создаст пустой файл.
Изменим программу write_message .py и дополним существующий файл programming .
txt новыми данными:
write_message.py
filename = 'programming.txt'
❶
with open(filename, 'a') as file_object:
❷
file_object.write("I also love finding meaning in large datasets.\n")
file_object.write("I love creating apps that can run in a browser.\n")

206 Глава 10 • Файлы и исключения
В точке  аргумент 'a'
используется для открытия файла в режиме присоединения
(вместо перезаписи существующего файла). В точке  записываются две новые строки, которые добавляются к содержимому programming .txt
:
programming.txt
I love programming.
I love creating new games.
I also love finding meaning in large datasets.
I love creating apps that can run in a browser.
В результате к исходному содержимому файла добавляется новый текст.
УПРАЖНЕНИЯ
10.3. Гость: напишите программу, которая запрашивает у пользователя его имя. Введенный ответ сохраняется в файле с именем guest .txt
10.4. Гостевая книга: напишите цикл while
, который запрашивает у пользователей имена.
При вводе каждого имени выведите на экран приветствие и добавьте строку с сообщением в файл с именем guest_book .txt
. Проследите за тем, чтобы каждое сообщение размещалось в отдельной строке файла.
10.5. Опрос: напишите цикл while
, в котором программа спрашивает у пользователя, по- чему ему нравится программировать. Каждый раз, когда пользователь вводит очередную причину, сохраните текст его ответа в файле.
Исключения
Для управления ошибками, возникающими в ходе выполнения программы, в Python используются специальные объекты, называемые исключениями. Если при возникновении ошибки Python не знает, что делать дальше, создается объект исключения. Если в программу включен код обработки исключения, то выполне- ние программы продолжится, а если нет — программа останавливается и выводит
трассировку с отчетом об исключении.
Исключения обрабатываются в блоках try
- except
. Блок try
- except приказывает
Python выполнить некоторые действия, но при этом также сообщает, что делать при возникновении исключения. С блоками try
- except ваши программы будут работать даже в том случае, если что-то пошло не так. Вместо невразумительной трассировки выводится понятное сообщение об ошибке, которое вы определяете в программе.
Обработка исключения ZeroDivisionError
Рассмотрим простую ошибку, при которой Python инициирует исключение. Ко- нечно, вы знаете, что деление на ноль невозможно, но мы все же прикажем Python выполнить эту операцию:

Исключения 207
division_calculator.py
print(5/0)
Конечно, из этого ничего не выйдет, поэтому на экран выводятся данные трасси- ровки:
Traceback (most recent call last):
File "division.py", line 1, in print(5/0)
❶
ZeroDivisionError: division by zero
Ошибка, упоминаемая в трассировке , —
ZeroDivisionError
— является объектом исключения. Такие объекты создаются в том случае, если Python не может выпол- нить ваши распоряжения. Обычно в таких случаях Python прерывает выполнение программы и сообщает тип обнаруженного исключения. Эта информация может использоваться в программе; по сути, вы сообщаете Python, как следует поступить при возникновении исключения данного типа. В таком случае ваша программа будет подготовлена к его появлению.
Блоки try-except
Если вы предполагаете, что в программе может произойти ошибка, напишите блок try
- except для обработки возникающего исключения. Такой блок приказывает
Python выполнить некоторый код, а также сообщает, что нужно делать, если при его выполнении произойдет исключение конкретного типа.
Вот как выглядит блок try
- except для обработки исключений
ZeroDivisionError
:
try:
print(5/0)
except ZeroDivisionError:
print("You can't divide by zero!")
Команда print(5/0)
, порождающая ошибку, находится в блоке try
. Если код в бло- ке try выполнен успешно, то Python пропускает блок except
. Если код в блоке try порождает ошибку, то Python ищет блок except с соответствующей ошибкой и выпускает код в этом блоке.
В этом примере код блока try порождает ошибку
ZeroDivisionError
, поэтому
Python ищет блок except с описанием того, как следует действовать в такой ситу- ации. При выполнении кода этого блока пользователь видит понятное сообщение об ошибке вместо данных трассировки:
You can't divide by zero!
Если за кодом try
- except следует другой код, то выполнение программы продол- жится, потому что мы объяснили Python, как обрабатывать эту ошибку. В следу- ющем примере обработка ошибки позволяет программе продолжить выполнение.