Python: вывод данных в консоль
При разработке программ постоянно используется вывод данных в консоль. Например, при тестировании функций программы, которая ещё не обзавелась графическим интерфейсом, или как средство нахождения ошибок и отладки кода.
Python предоставляет программисту инструменты, позволяющие не просто выводить данные в консоль, но и форматировать их.
Функция print и её параметры
Функция print() включена в стандартную библиотеку языка Python, как основной инструмент для вывода данных в консоль или любое другое устройство (экран, принтер и так далее).
Программист может настраивать вывод данных, используя аргументы функции:
*objects
Это данные, которые выводятся на экран. Программист передает в функцию сколько угодно объектов, которые автоматически преобразуются в строковый формат и направляются в поток вывода.
Передавая объекты в функцию, программист может их передавать через запятую или использовать конкатенацию. Передача нескольких аргументов не приведёт к конфликту между *objects и другими необязательными аргументами, потому что интерпретатор автоматически распознаёт остальные параметры по ключевому слову (sep, end, file, flush)!
print("apple", "orange" + " banana", "cherry") apple orange banana cherry sep
Этот аргумент определяет, что будет стоять между переданными объектами. По умолчанию параметр sep имеет значение » «, то есть при выводе нескольких объектов, между ними будет установлен пробел, поменяем его на другой символ, например «-«:
print("Один", "Два", "Три", sep="-") Один-Два-Три end
Аргумент определяет символ, которым заканчивается выполнение функции print(). По умолчанию это символ переноса строки «\n», то есть после вывода всех данных каретка переходит на следующую строку, и следующий вывод функции print начинается с новой строки. Если нужно, чтобы вывод нескольких print был в одну строку — следует заменить последний символ.
print("Один") print("Два", end=" ") print("Три") Один Два Три file
Этот аргумент позволяет переопределить поток вывода. По умолчанию установлено значение «sys.stdout», то есть данные выводятся в консоль. Если вместо этого указать какой-нибудь файл, то в данные запишутся в него.
Вот пример скрипта на Python, который откроет файл temp.txt и запишет в него текст с помощью функции print:
with open("temp.txt", "w") as f: print("Write to file", file=f) flush
Этот необязательный аргумент позволяет отчистить поток вывода. По умолчанию имеет значение False, когда вывод буферизуется, программист может указать значение «True», чтобы вывод производился сразу. Например, если вы пишете в файл данные, то они попадают в буфер и записываются реально в файл когда буфер заполнится или будет закрыт файл.
Аналогично и с выводом в консоль, данные записываются в буфер и выводятся из него в консоль. Если flush выставлен в True, то вывод производится немедленно.
Форматированный вывод
Для того чтобы выведенную в консоль информацию можно было без проблем прочитать и понять, она должна быть форматирована. Python предоставляет программисту инструменты, позволяющие форматировать вывод в консоль разными способами. С их помощью можно даже создать ровную и читаемую таблицу.
Оператор %
Оператор % часто используется для форматирования и хорошо известен не только программистам на Python, но и программистам на C/С++. По сути, оператор % — это метка, вместо которой подставляется значение переменной или выражение. Оператор % размещается непосредственно в выводимой строке, а подставляемые значения — в кортеже после второго %. Пример:
print("Программа номер %2d, получила результат: %5.2f" % (4, 7.3333)) Программа номер 4, получила результат: 7.33 Помимо символа % указывается тип значения, а также, по желанию, длина и точность. Синтаксис выглядит так:
Если рассмотреть пример, можно увидеть, что:
- « %2d » используется для первого элемента кортежа, целого числа «4». Так как после % указана длина «2», а число в кортеже состоит только из одной цифры, в выводе добавится дополнительный пробел.
- « %5.2f » — это формат для чисел с плавающей точкой. «5» — это общее количество цифр, которые должна содержать строка, а «.2» — это количество цифр после запятой.
Метод format
Этот инструмент был добавлен в Python версии 2.6. В сравнении с предыдущем способом format оказывается чуть более громоздким. Программист использует символ «<>», чтобы отметить место, в которое будет подставлена переменная или выражение. Внутри фигурных скобок можно указать имя, тип значения, ширину и точность.
Подставляемые значения указываются в кортеже после ключевого слова format. Их можно указывать как позиционно, так и присваивать по имени. Пример:
print(' января празднует день рождения' .format('Никита', '25', other ='15-ый')) Никита 25 января празднует 15-ый день рождения Метод format также позволяет форматировать числа, то есть указывать их ширину и точность:
print("Робот № весит " .format(r = 1134, w = 112.5534)) Робот №1134 весит 112.55 Этот способ позволяет очень гибко форматировать вывод данных. Например, программист может передавать в строку данные из готового словаря:
data = dict(name ="Бендер", race ="Робот") print("Это , он - ".format(**data)) Это Бендер, он - Робот Строковый метод
Вывод с помощью строкового метода формируется с использованием операций среза и методов строк. Для работы со строковым типом данных создано несколько методов, которые позволяют просто и изящно форматировать вывод, среди них методы: ljust() , rjust() , center() .
centre()
Эта функция выравнивает строку по центру в соответствии с указанной шириной, заполняя недостающую ширину пробелами. Она имеет следующий синтаксис:
- str — это строка, которую будем центрировать.
- len – это ширина строки.
- fillchr — символ, которым заполняется недостающее пространство (по умолчанию — пробел).
text = "Этот текст расположен в центре" print(text.center(50)) Этот текст расположен в центре
Важно понимать, что функция располагает текст не в центре консоли, а в центре поля указанной ширины (в примере это 50 символов).
Если поменять символ заполнения, получится следующее:
text = "Этот текст расположен в центре" print(text.center(50, "_")) __________Этот текст расположен в центре__________
ljust()
Метод работает аналогично centre() , только выравнивает текст не по центру, а по левому краю. То есть недостающие символы дополняются не с двух сторон, а только с правой.
rjust()
Метод работает аналогично centre() , но выравнивает текст по правому краю. То есть символы дополняются только с левой стороны.
f-строки
Иногда нужно просто вставить значение переменной в какую-то часть строки. Можно воспользоваться одним из методов форматирования, строить длинные конструкции из комбинаций строк и имён переменных, соединённых запятыми (или «+»), например:
print("Мне", age, ", теперь я могу пойти в", place, "когда захочу") Однако в Python версии 3.6 в язык был добавлен простой и удобный инструмент, который называется f-строка или интерполированная строка. С его помощью можно удобно вставлять переменные в любое место выводимой строки. Для этого используются фигурные скобки «<>», внутри которых указывается имя переменной, а перед строкой ставится символ «f». Пример:
name = "Боб" age = 25 print(f" сегодня празднует -ый день рождения") Боб сегодня празднует 25-ый день рождения
Поля заданной ширины
В приведённых выше примерах уже использовались инструменты для настройки ширины полей. Ширина поля вывода настраивается с помощью вставки численного значения между знаком «%» и типом вывода (например, «d»). То есть установка ширины поля выглядит так:
Установка ширины полей работает так:
- Интерпретатор получает информацию о численном значении ширины вывода (в примере это «6»).
- Затем он получает информацию о подставляемом значение, то есть считает, из скольки символов оно состоит (в примере это «1»).
- Если количество символов в подставляемом значение меньше, чем ширина строки, при выводе в строку добавляются дополнительные пробелы, иначе значение просто выводится.
Поля заданной ширины жизненно необходимы для вывода в консоль таблиц или двумерных массивов. Из-за разной длинный элементов столбцы искривляются, что приводит к потери читаемости, однако если использовать поля заданной ширины, то пока длинны значений меньше, чем ширина поля, все они будут располагаться строго друг под другом.
Примеры
С помощью форматированного вывода можно полностью настроить любой вывод в консоль, например:
Вывод ошибки
Ниже пример обработки ошибки. Мы перехватываем исключение в блоке except и выводим сообщение о ней с помощью функции print.
try: for i in range(4): if (i == 3): i = text print(f"Попытка прошла успешно") except Exception as err: print("Возникла ошибка: \"<>\"".format(err)) Попытка 0 прошла успешно Попытка 1 прошла успешно Попытка 2 прошла успешно Возникла ошибка: "name 'text' is not defined" Вывод списка
Ниже пример того как выводится список в одну строку:
a = ['python', 3, 'лучший', 'язык', 'программирования'] for val in a: print(val, end=' ') python 3 лучший язык программирования
Если нужно перечислить элементы списка в столбик с указанием порядковых номеров, то это можно сделать следующим образом:
mylist = ["кот", "собака", "крот", "ёж"] for i, x in enumerate(mylist): print(" : ".format(a = i + 1, b = x)) 1 : кот 2 : собака 3 : крот 4 : ёж Вывод массива
Здесь выводим массив построчно с указанием номеров элементов.
from array import * arr = array('i', [1,3,6,2,5]) for i in range(len(arr)): print("%d-й элемент массива = %d" %(i, arr[i])) 0-й элемент массива = 1 1-й элемент массива = 3 2-й элемент массива = 6 3-й элемент массива = 2 4-й элемент массива = 5 Вывод словаря
Здесь приведём два варианта для словарей.
Простой вариант:
a = for key, value in a.items(): print(": ".format(key,value)) 1: one 2: two 3: three В виде таблицы:
arr = print(" _________________ ") print("| Rus : Eng |") print("|-----------------|") for key, value in arr.items(): print("| : |".format(r = key, w = value)) print("|-----------------|") _________________ | Rus : Eng | |-----------------| | Один : one | | Два : two | | Три : three | |-----------------| Вывод матрицы
Сложность в выводе матрицы состоит в том, что из-за разных длин чисел элементы столбца будут стоять не друг под другом, а со смещением. С помощью форматирования можно решить эту проблему.
mtx = [[ 2, 4, 12], [ -6, 3, 9], [334, 0, 11]] for row in mtx: for x in row: print("%3d" %(x), end = " ") print() 2 4 12 -6 3 9 334 0 11 Здесь мы создали матрицу в виде двумерных списков, но если вы работаете с матрицами с помощью библиотеки NumPy, то там вывод в консоль форматируется автоматически.