Ввод и вывод данных в Python
Все существующие программы и приложения так или иначе взаимодействуют с пользователем. Для этого они получают от пользователя данные, обрабатывают их и выводят что-то в ответ. В приложениях, не взаимодействующих с пользователем, нет смысла.
В Python встроены мощные инструменты для форматированного ввода и вывода, достаточные для реализации взаимодействия с пользователем в полноценном приложении.
Получение данных input
Получение данных — один из важнейших компонентов любой программы. Например, простой калькулятор получает данные от пользователя, когда тот вводит с клавиатуры числа, нажимает на элементы интерфейса калькулятора, даже вставляет скопированное выражение.
Входные данные в Python 3 обычно сохраняются в переменных или списках, чтобы их можно было обработать. Синтаксис операции ввода выглядит так:
Если выполнить данный код в интерактивном режиме в IDLE, курсор переместиться новую строку и программа будет ожидать ввода данных, которые будут записаны в переменную a .
Кроме того, оператор input() позволяет перед запросом ввода вывести какой-либо текст, например:
Таким образом можно дать подсказку пользователю, что нужно ввести. В отличие от строго типизированных языков программирования Python позволяет вводить любые типы данных без их явного указания. То есть пользователь может ввести как строку, так и число. Синтаксис команды ввода от этого не изменится.
Однако, часто нужно получить данные определенного типа, например, калькулятор ожидает число, а пользователь вводит строку. Для этого используется приведение типа, в данном случае к целочисленному:
a = int(input("Введите целое число")) Если пользователь введет строку или дробь, интерпретатор Python возбудит исключение. Поэтому для ввода используют оператор try-except:
try: a = int(input("Введите целое число")) except: print("Ошибка, введено не целое число") Дополнительно про проверку, введено ли число, можно прочитать в отдельной статье.
Также можно запрашивать ввод в бесконечном цикле, выход из которого осуществляется только тогда, когда пользователь вводит данные нужного типа:
while True: try: a = int(input("Введите целое число: ")) except: print("Вы ввели не целое число, ошибка") continue break Вывод данных print
Вывод используется не только для отображения данных на экране, но и для перенаправления вывода одной программы на ввод другой, или для записи вывода в файл и т. д.
Для вывода данных в Python используется функция print(). С её помощью можно выводить строки, числа, последовательности. Её синтаксис выглядит так:
Интерпретатор Python также позволяет передавать в print() другую функцию:
def sum(a, b): return a + b print(sum(5, 2)) # Выведет 7
В этом случае функция sum посчитает сумму аргументов и вернёт результат. Этот результат будет выведен с помощью print в консоль.
В print() можно передать несколько аргументов:
print("один", "два", 5) # Выведет "один два 5" Кроме того, строки можно складывать с помощью оператора «+»:
print("один" + "два", 5) # Выведет "одиндва 5" Однако не всегда нужно выводить что-то на экран. Программисты могут перенаправить вывод программы в файл. Функцию print() имеет необязательный параметр «file», который по умолчанию равен «sys.stdout», то есть выводу на экран. Если программист хочет перенаправить вывод в файл, он должен написать код:
f = open("file.txt", "w") # Открываем файл в режиме запись print("Строка", file = f) # Выводим "Строка" в файл Кроме того, если нужно сделать красивое оформление вывода разными цветами, то можно воспользоваться библиотекой colorama или termcolor. Подробно про цветной вывод описано в отдельной статье на сайте.
Пример программы
В программах ввод и вывод взаимосвязаны, например, пользователь вводит данные, программа обрабатывает их и выводит обратно на экран. Даже если программа не консольная, а с графическим интерфейсом, то если пользователь нажал на кнопку «Запустить», он всё равно ввел в программу данные, которые дали сигнал для выполнения какой-либо функции.
Приведём пример консольной программы, которая выполняет операции над числами. То есть осуществляет ввод и вывод данных в консоль на Python 3. Мы вводим два числа, выбираем операцию, которую надо совершить над ними: сложение, вычитание, умножение или деление. Программа вычисляет результат и выводит его.
# Операции над двумя числами def sum(a, b): return a + b def sub(a, b): return a - b def mult(a, b): return a * b def div(a, b): return a / b def main(): while True: try: #Вводим числа a = float(input("Введите первое число: ")) b = float(input("Введите второе число: ")) c = int(input("Номер операции:\n1) +\n2) -\n3) *\n4) /\n")) except: print("Нужно ввести число, попробуйте ещё раз . \n") continue # Повторяем ввод, если введено не число break # Выходим из цикла, если числа введены правильно # Применяем нужную операцию в зависимости от ввода cond = # Выводим результат операции print(cond[c]) if __name__ == "__main__": main() 
Таким образом у нас получился консольный калькулятор. Как было написано выше, для красоты можно сделать ввод и вывод цветным, меняя цвет фона и вводимых символов.
Также на нашем сайте есть пример калькулятора с графическим интерфейсом. Для этого в ней была использована библиотека Tkinter.
Ввод и вывод данных
Переменной в программировании называется именованный контейнер для некоторого значения. Представьте себе ящик с наклееным на него стикером. Вы кладете что-нибудь в ящик и пишете на стикере короткое имя без пробелов и знаков препинания, начинающееся с буквы английского алфавита, примерно так же работает переменная в программировании.
a и А — это разные переменные, регистр ввода имеет значение
Типы данных
Информация получаемая нами с помощью различных органов чувств делится на зрительную, слуховую, обонятельную, осязательную и другие. В программировании так же есть свое разделение, разделение на типы данных. Примитивных типов данных в Python 4:
int — целочисленный тип (1, 192, 781287)
float — вещественный (дробный) (1.12312, 1231.12378718)
str — строковый тип (обязательно пишется в кавычках) (‘Hello world’)
bool — булевый тип (имеет всего два значения: True и False)
Приведение типов
Приведением типов данных называется преобразование одного типа в другой, например, строку в число, число в строку, число в булеву переменную, строку в дробь и так далее.
a = 10
b = str (a) # b — это строка
с = int (b) # c — это снова число
d = 10.78
e = int (d) # e равно 10
Функция print
Функция print выводит переданные в неё аргументы в стандартный поток вывода. Что же такое стандартный поток вывода? Standart output или stdout называется потоком вывода, местом, куда мы выводим наш текстовый контент. По умолчанию стандартный поток вывода равен sys.stdout и поэтому вывод осуществляется в консоль.
Функция print все переданные в неё аргументы в стандартный поток вывода. Например:
print ( 1 )
print ( ‘Hello world!’ )
print ( False )
print ( 1.5 , 2.0 , 10 , True , ‘username’ )
print ( ‘Hello’ + ‘ ‘ + ‘world’ + ‘!’ )
# 1
# Hello world!
# False
# 1.5 2.0 10 True username
# Hello world!
На этом тривиальном примере мы видим две вещи. Во-первых, каждый print переносит поток вывода на новую строчку. Во-вторых, аргументы, переданные в функцию print выводятся через пробел.
# Во-первых:
print ( 1 )
print ( 2 )
# 1
# 2
# Во-вторых:
print ( ‘Hello’ , ‘world’ )
# Hello world
В обоих случаях мы можем изменить стандартное поведение. Рассмотрим первый параметр функции print — end, в него передается строка, которая напечатается после всех аргументов функции print.
print ( 1 , end = ‘ ‘ )
print ( 2 , end = ‘ ‘ )
print ( 3 , end = ‘ ‘ )
# 1 2 3
print ( 1 , end = » — » )
print ( 2 , end = ‘-‘ )
print ( 3 , end = » — » )
# 1-2-3-
print ( 1 , end = ‘-я выведусь после первого print-‘ )
print ( 2 , end = ‘-a я после второго-‘ )
print ( 3 , end = ‘-я выведусь после третьего-‘ )
# 1-я выведусь после первого print-2-a я после второго-3-я выведусь после третьего-
Рассмотрим второй параметр функции print — sep, sep от английского separator (разделитель). По умолчанию параметр sep равен ‘ ‘. Время для экспериментов ╰(▔∀▔)╯.
print ( 1 , 2 , 3 , 4 )
print ( 1 , 2 , 3 , 4 , sep = ‘+++’ )
print ( 1 , 2 , 3 , 4 , sep = ‘разделитель’ )
print ( 1 , 2 , 3 , 4 , sep = ‘(◕‿◕)’ )
print ( 1 , 2 , 3 , 4 , sep = ‘(ﾉ◕ヮ◕)ﾉ*:･ﾟ✧’ )
# 1 2 3 4
# 1+++2+++3+++4
# 1разделитель2разделитель3разделитель4
# 1(◕‿◕)2(◕‿◕)3(◕‿◕)4
# 1(ﾉ◕ヮ◕)ﾉ*:･ﾟ✧2(ﾉ◕ヮ◕)ﾉ*:･ﾟ✧3(ﾉ◕ヮ◕)ﾉ*:･ﾟ✧4
Функция input
Функция input является функцией стандартного ввода (stdin). Ее главная задача — это передача введенных пользователем данных в функцию.
name = input ()
print ( ‘Hello, ‘ + name)
Функция input может принимать всего лишь один аргумент — строку, которая выведется перед кареткой ввода
name = input ( ‘Enter your name: ‘ )
print ( ‘Hello, ‘ + name)
Функция input возвращает строковый тип данных
Строки можно складывать друг с другом — это называется конкатенацией или объединением
number = input ()
print (type(number))
#
Поэтому если мы напишем такой код, то он будет работать некорректно:
number1 = input ()
number2 = input ()
print (number1 + number2)
# Ввод:
# 1
# 2
# Вывод:
# 12
Поэтому необходимо преобразовать строковый тип в целочисленный (str в int)
number1 = int ( input ())
number2 = int ( input ())
print (number1 + number2)
# Ввод:
# 1
# 2
# Вывод:
# 3
Всегда проверяйте тип полученных данных, это поможет вам избежать большого количества ошибок. К слову, если вы что-то напутали с типами переменных, то Python выдаст ошибку TypeError (ошибка типа)
Решение задач
1. Поэкспериментируйте с переводом в различные типы данных
2. Пользователь вводит свое имя и фамилию. Выведите:
Hello, имя фамилия
# На месте слов с % должны быть введенные данные
3. Посчитайте сумму трех введенных целых чисел
4. Посчитайте сумму трех введенных дробных чисел. Подумайте в какой тип данных нужно преобразовать значение, возвращенное функцией input
5. Дано число, выведите предыдущее и следущее за ним числа в таком формате:
# Число равно 10
Число предшествующее числу 10 равно 9
Число следующее за числом 10 равно 11
6. Вводятся имя и возраст. Выведите, где введенное имя = Максим, а возраст = 20
Привет, Максим! Ваш возраст равен 20 !