7. Entrada y salida¶
Hay diferentes métodos de presentar la salida de un programa; los datos pueden ser impresos de una forma legible por humanos, o escritos a un archivo para uso futuro. Este capítulo discutirá algunas de las posibilidades.
7.1. Formateo elegante de la salida¶
Hasta ahora encontramos dos maneras de escribir valores: declaraciones de expresión y la función print(). (Una tercera manera es usando el método write() de los objetos tipo archivo; el archivo de salida estándar puede referenciarse como sys.stdout. Mirá la Referencia de la Biblioteca para más información sobre esto).
Often you’ll want more control over the formatting of your output than simply
printing space-separated values. There are two ways to format your output; the
first way is to do all the string handling yourself; using string slicing and
concatenation operations you can create any layout you can imagine. The
string type has some methods that perform useful operations for padding
strings to a given column width; these will be discussed shortly. The second
way is to use the str.format() method.
The string module contains a Template class which offers
yet another way to substitute values into strings.
One question remains, of course: how do you convert values to strings? Luckily,
Python has ways to convert any value to a string: pass it to the repr()
or str() functions.
La función str() devuelve representaciones de los valores que son bastante legibles por humanos, mientras que repr() genera representaciones que pueden ser leídas por el intérprete (o forzarían un SyntaxError si no hay sintáxis equivalente). Para objetos que no tienen una representación en particular para consumo humano, str() devolverá el mismo valor que repr(). Muchos valores, como números o estructuras como listas y diccionarios, tienen la misma representación usando cualquiera de las dos funciones. Las cadenas, en particular, tienen dos representaciones distintas.
Algunos ejemplos:
>>> s = 'Hello, world.'
>>> str(s)
'Hello, world.'
>>> repr(s)
"'Hello, world.'"
>>> str(1/7)
'0.14285714285714285'
>>> x = 10 * 3.25
>>> y = 200 * 200
>>> s = 'The value of x is ' + repr(x) + ', and y is ' + repr(y) + '...'
>>> print(s)
The value of x is 32.5, and y is 40000...
>>> # The repr() of a string adds string quotes and backslashes:
... hello = 'hello, world\n'
>>> hellos = repr(hello)
>>> print(hellos)
'hello, world\n'
>>> # The argument to repr() may be any Python object:
... repr((x, y, ('spam', 'eggs')))
"(32.5, 40000, ('spam', 'eggs'))"
Here are two ways to write a table of squares and cubes:
>>> for x in range(1, 11):
... print(repr(x).rjust(2), repr(x*x).rjust(3), end=' ')
... # Note use of 'end' on previous line
... print(repr(x*x*x).rjust(4))
...
1 1 1
2 4 8
3 9 27
4 16 64
5 25 125
6 36 216
7 49 343
8 64 512
9 81 729
10 100 1000
>>> for x in range(1, 11):
... print('{0:2d} {1:3d} {2:4d}'.format(x, x*x, x*x*x))
...
1 1 1
2 4 8
3 9 27
4 16 64
5 25 125
6 36 216
7 49 343
8 64 512
9 81 729
10 100 1000
(Note that in the first example, one space between each column was added by the
way print() works: it always adds spaces between its arguments.)
This example demonstrates the str.rjust() method of string
objects, which right-justifies a string in a field of a given width by padding
it with spaces on the left. There are similar methods str.ljust() and
str.center(). These methods do not write anything, they just return a
new string. If the input string is too long, they don’t truncate it, but
return it unchanged; this will mess up your column lay-out but that’s usually
better than the alternative, which would be lying about a value. (If you
really want truncation you can always add a slice operation, as in
x.ljust(n)[:n].)
Hay otro método, str.zfill(), el cual rellena una cadena numérica a la izquierda con ceros. Entiende signos positivos y negativos:
>>> '12'.zfill(5)
'00012'
>>> '-3.14'.zfill(7)
'-003.14'
>>> '3.14159265359'.zfill(5)
'3.14159265359'
El uso básico del método str.format() es como esto:
>>> print('We are the {} who say "{}!"'.format('knights', 'Ni'))
We are the knights who say "Ni!"
Las llaves y caracteres dentro de las mismas (llamados campos de formato) son reemplazadas con los objetos pasados en el método str.format(). Un número en las llaves se refiere a la posición del objeto pasado en el método.
>>> print('{0} and {1}'.format('spam', 'eggs'))
spam and eggs
>>> print('{1} and {0}'.format('spam', 'eggs'))
eggs and spam
Si se usan argumentos nombrados en el método str.format(), sus valores se referencian usando el nombre del argumento.
>>> print('This {food} is {adjective}.'.format(
... food='spam', adjective='absolutely horrible'))
This spam is absolutely horrible.
Se pueden combinar arbitrariamente argumentos posicionales y nombrados:
>>> print('The story of {0}, {1}, and {other}.'.format('Bill', 'Manfred',
other='Georg'))
The story of Bill, Manfred, and Georg.
'!a' (apply ascii()), '!s' (apply str()) and '!r'
(apply repr()) can be used to convert the value before it is formatted:
>>> contents = 'eels'
>>> print('My hovercraft is full of {}.'.format(contents))
My hovercraft is full of eels.
>>> print('My hovercraft is full of {!r}.'.format(contents))
My hovercraft is full of 'eels'.
An optional ':' and format specifier can follow the field name. This allows
greater control over how the value is formatted. The following example
rounds Pi to three places after the decimal.
>>> import math
>>> print('The value of PI is approximately {0:.3f}.'.format(math.pi))
The value of PI is approximately 3.142.
Passing an integer after the ':' will cause that field to be a minimum
number of characters wide. This is useful for making tables pretty.
>>> table = {'Sjoerd': 4127, 'Jack': 4098, 'Dcab': 7678}
>>> for name, phone in table.items():
... print('{0:10} ==> {1:10d}'.format(name, phone))
...
Jack ==> 4098
Dcab ==> 7678
Sjoerd ==> 4127
Si tenés una cadena de formateo realmente larga que no querés separar, podría ser bueno que puedas hacer referencia a las variables a ser formateadas por el nombre en vez de la posición. Esto puede hacerse simplemente pasando el diccionario y usando corchetes '[]' para acceder a las claves
>>> table = {'Sjoerd': 4127, 'Jack': 4098, 'Dcab': 8637678}
>>> print('Jack: {0[Jack]:d}; Sjoerd: {0[Sjoerd]:d}; '
... 'Dcab: {0[Dcab]:d}'.format(table))
Jack: 4098; Sjoerd: 4127; Dcab: 8637678
Esto se podría hacer, también, pasando la tabla como argumentos nombrados con la notación “**”.
>>> table = {'Sjoerd': 4127, 'Jack': 4098, 'Dcab': 8637678}
>>> print('Jack: {Jack:d}; Sjoerd: {Sjoerd:d}; Dcab: {Dcab:d}'.format(**table))
Jack: 4098; Sjoerd: 4127; Dcab: 8637678
Esto es particularmente útil en combinación con la función integrada vars(), que devuelve un diccionario conteniendo todas las variables locales.
Para una completa descripción del formateo de cadenas con str.format(), mirá en Custom String Formatting.
7.1.1. Viejo formateo de cadenas¶
El operador % también puede usarse para formateo de cadenas. Interpreta el argumento de la izquierda con el estilo de formateo de sprintf() para ser aplicado al argumento de la derecha, y devuelve la cadena resultante de esta operación de formateo. Por ejemplo:
>>> import math
>>> print('The value of PI is approximately %5.3f.' % math.pi)
The value of PI is approximately 3.142.
Podés encontrar más información en la sección printf-style String Formatting.
7.2. Leyendo y escribiendo archivos¶
La función open() devuelve un objeto archivo, y se usa normalmente con dos argumentos: open(nombre_de_archivo, modo).
>>> f = open('workfile', 'w')
El primer argumento es una cadena que contiene el nombre del fichero. El segundo argumento es otra cadena que contiene unos pocos caracteres describiendo la forma en que el fichero será usado. mode puede ser 'r' cuando el fichero solo se leerá, 'w' para solo escritura (un fichero existente con el mismo nombre se borrará) y 'a' abre el fichero para agregar.; cualquier dato que se escribe en el fichero se añade automáticamente al final. 'r+' abre el fichero tanto para lectura como para escritura. El argumento mode es opcional; se asume que se usará 'r' si se omite.
Normalmente, los ficheros se abren en modo texto, significa que lees y escribes caracteres desde y hacia el fichero, el cual se codifica con una codificación específica. Si no se especifica la codificación el valor por defecto depende de la plataforma (ver open()). 'b' agregado al modo abre el fichero en modo binario: y los datos se leerán y escribirán en forma de objetos de bytes. Este modo debería usarse en todos los ficheros que no contienen texto.
Cuando se lee en modo texto, por defecto se convierten los fines de lineas que son específicos a las plataformas (\n en Unix, \r\n en Windows) a solamente \n. Cuando se escribe en modo texto, por defecto se convierten los \n a los finales de linea específicos de la plataforma. Este cambio automático está bien para archivos de texto, pero corrompería datos binarios como los de archivos JPEG o EXE. Asegurate de usar modo binario cuando leas y escribas tales archivos.
It is good practice to use the with keyword when dealing
with file objects. The advantage is that the file is properly closed
after its suite finishes, even if an exception is raised at some
point. Using with is also much shorter than writing
equivalent try-finally blocks:
>>> with open('workfile') as f:
... read_data = f.read()
>>> f.closed
True
Si no estuvieses usando el bloque with, entonces deberías llamar f.close() para cerrar el archivo e inmediatamente liberar cualquier recurso del sistema usado por este. Si no cierras explícitamente el archivo, el «garbage collector» de Python eventualmente destruirá el objeto y cerrará el archivo por vos, pero el archivo puede estar abierto por un tiempo. Otro riesgo es que diferentes implementaciones de Python harán esta limpieza en diferentes momentos.
Después de que un objeto de archivo es cerrado, ya sea por with o llamando a f.close(), intentar volver a utilizarlo fallará automáticamente:
>>> f.close()
>>> f.read()
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: I/O operation on closed file
7.2.1. Métodos de los objetos Archivo¶
El resto de los ejemplos en esta sección asumirán que ya se creó un objeto archivo llamado f.
Para leer el contenido de una archivo llamá a f.read(cantidad), el cual lee alguna cantidad de datos y los devuelve como una cadena de (en modo texto) o un objeto de bytes (en modo binario). cantidad es un argumento numérico opcional. Cuando se omite cantidad o es negativo, el contenido entero del archivo será leido y devuelto; es tu problema si el archivo es el doble de grande que la memoria de tu máquina. De otra manera, a lo sumo una cantidad de bytes son leídos y devueltos. Si se alcanzó el fin del archivo, f.read() devolverá una cadena vacía ("").
>>> f.read()
'This is the entire file.\n'
>>> f.read()
''
f.readline() lee una sola linea del archivo; el caracter de fin de linea (\n) se deja al final de la cadena, y sólo se omite en la última linea del archivo si el mismo no termina en un fin de linea. Esto hace que el valor de retorno no sea ambiguo; si f.readline() devuelve una cadena vacía, es que se alcanzó el fin del archivo, mientras que una linea en blanco es representada por '\n', una cadena conteniendo sólo un único fin de linea.
>>> f.readline()
'This is the first line of the file.\n'
>>> f.readline()
'Second line of the file\n'
>>> f.readline()
''
Para leer líneas de un archivo, podés iterar sobre el objeto archivo. Esto es eficiente en memoria, rápido, y conduce a un código más simple:
>>> for line in f:
... print(line, end='')
...
This is the first line of the file.
Second line of the file
Si querés leer todas las líneas de un archivo en una lista también podés usar list(f) o f.readlines().
f.write(cadena) escribe el contenido de la cadena al archivo, devolviendo la cantidad de caracteres escritos.
>>> f.write('This is a test\n')
15
Otros tipos de objetos necesitan serconvertidos – tanto a una cadena (en modo texto) o a un objeto de bytes (en modo binario) – antes de escribirlos:
>>> value = ('the answer', 42)
>>> s = str(value) # convert the tuple to string
>>> f.write(s)
18
f.tell() devuelve un entero que indica la posición actual en el archivo representada como número de bytes desde el comienzo del archivo en modo binario y un número opaco en modo texto.
Para cambiar la posición del objeto archivo, usá f.seek(desplazamiento, desde_donde). La posición es calculada agregando el desplazamiento a un punto de referencia; el punto de referencia se selecciona del argumento desde_donde. Un valor desde_donde de 0 mide desde el comienzo del archivo, 1 usa la posición actual del archivo, y 2 usa el fin del archivo como punto de referencia. desde_donde puede omitirse, el default es 0, usando el comienzo del archivo como punto de referencia.
>>> f = open('workfile', 'rb+')
>>> f.write(b'0123456789abcdef')
16
>>> f.seek(5) # Go to the 6th byte in the file
5
>>> f.read(1)
b'5'
>>> f.seek(-3, 2) # Go to the 3rd byte before the end
13
>>> f.read(1)
b'd'
En los archivos de texto (aquellos que se abrieron sin una b en el modo), se permiten solamente desplazamientos con seek relativos al comienzo (con la excepción de ir justo al final con seek(0, 2)) y los únicos valores de desplazamiento válidos son aquellos retornados por f.tell(), o cero. Cualquier otro valor de desplazamiento produce un comportamiento indefinido.
Los objetos archivo tienen algunos métodos más, como isatty() y truncate() que son usados menos frecuentemente; consultá la Referencia de la Biblioteca para una guía completa sobre los objetos archivo.
7.2.2. Guardar datos estructurados con json¶
Las cadenas pueden facilmente escribirse y leerse de un archivo. Los números toman algo más de esfuerzo, ya que el método read() sólo devuelve cadenas, que tendrán que ser pasadas a una función como int(), que toma una cadena como '123' y devuelve su valor numérico 123. Sin embargo, cuando querés grabar tipos de datos más complejos como listas, diccionarios, o instancias de clases, las cosas se ponen más complicadas.
En lugar de tener a los usuarios constantemente escribiendo y debugueando código para grabar tipos de datos complicados, Python te permite usar formato intercambiable de datos popular llamado JSON (JavaScript Object Notation). El módulo estandar llamado json puede tomar datos de Python con una jerarquía, y convertirlo a representaciones de cadena de caracteres; este proceso es llamado serializing. Reconstruir los datos desde la representación de cadena de caracteres es llamado deserializing. Entre serialización y deserialización, la cadena de caracteres representando el objeto quizás haya sido guardado en un archivo o datos, o enviado a una máquina distante por una conexión de red.
Nota
El formato JSON es comúnmente usando por aplicaciones modernas para permitir el intercambio de datos. Muchos programadores ya están familiarizados con él, lo cual lo convierte en una buena opción para la interoperabilidad.
Si tienes un objeto x, puedes ver su representación JSON con una simple línea de código:
>>> import json
>>> json.dumps([1, 'simple', 'list'])
'[1, "simple", "list"]'
Otra variante de la función dumps(), llamada dump(), simplemente serializa el objeto a un archivo de texto. Así que, si f es un objeto archivo de texto abierto para escritura, podemos hacer:
json.dump(x, f)
Para decodificar un objeto nuevamente, si f es un objeto archivo de texto que fue abierto para lectura:
x = json.load(f)
La simple técnica de serialización puede manejar listas y diccionarios, pero serializar instancias de clases arbitrarias en JSON requiere un poco de esfuerzo extra. La referencia del módulo json contiene una explicación de esto.
Ver también
pickle - El módulo pickle
Contrariamente a :ref:`JSON <tut-json>*pickle* es un protocolo que permite la serialización de objetos Python arbitrariamente complejos. Como tal, es específico de Python y no se puede utilizar para comunicarse con aplicaciones escritas en otros idiomas. También es inseguro de forma predeterminada: deserializar los datos de pickle procedentes de un origen que no es de confianza puede ejecutar código arbitrario, si los datos fueron creados por un atacante experto.