7. Masukan dan Keluaran

Ada beberapa cara untuk mempresentasikan keluaran suatu program; data dapat dicetak dalam bentuk yang dapat dibaca manusia, atau ditulis ke berkas untuk digunakan di masa mendatang. Bab ini akan membahas beberapa kemungkinan.

7.1. Pemformatan Keluaran yang Lebih Menarik

So far we've encountered two ways of writing values: expression statements and the print() function. (A third way is using the write() method of file objects; the standard output file can be referenced as sys.stdout. See the Library Reference for more information on this.)

Seringkali Anda akan menginginkan lebih banyak kontrol atas pemformatan keluaran Anda daripada sekadar mencetak nilai yang dipisahkan ruang. Ada beberapa cara untuk memformat keluaran.

  • Untuk menggunakan formatted string literals, mulailah string dengan f atau F sebelum tanda kutip pembuka atau tanda kutip tiga. Di dalam string ini, Anda bisa menulis ekspresi Python antara karakter { dan } yang dapat merujuk ke variabel atau nilai literal.

    >>> year = 2016
>>> event = 'Referendum'
>>> f'Results of the {year} {event}'
'Results of the 2016 Referendum'

  • The str.format() method of strings requires more manual effort. You'll still use { and } to mark where a variable will be substituted and can provide detailed formatting directives, but you'll also need to provide the information to be formatted. In the following code block there are two examples of how to format variables:

    >>> yes_votes = 42_572_654
>>> total_votes = 85_705_149
>>> percentage = yes_votes / total_votes
>>> '{:-9} YES votes  {:2.2%}'.format(yes_votes, percentage)
' 42572654 YES votes  49.67%'

    Notice how the yes_votes are padded with spaces and a negative sign only for negative numbers. The example also prints percentage multiplied by 100, with 2 decimal places and followed by a percent sign (see Format Specification Mini-Language for details).

  • Akhirnya, Anda dapat melakukan semua string yang menangani diri Anda sendiri dengan menggunakan operasi slicing string dan concatenation untuk membuat tata letak yang dapat Anda bayangkan. Tipe string memiliki beberapa metode yang melakukan operasi yang berguna untuk string padding ke lebar kolom yang diberikan.

Ketika Anda tidak membutuhkan keluaran yang menarik tetapi hanya ingin tampilan cepat dari beberapa variabel untuk keperluan debugging, Anda dapat mengonversi nilai apa pun menjadi string dengan fungsi repr() atau str().

Fungsi str() dimaksudkan untuk mengembalikan representasi nilai-nilai yang terbaca oleh manusia, sementara repr() dimaksudkan untuk menghasilkan representasi yang dapat dibaca oleh penerjemah (atau akan memaksa SyntaxError jika tidak ada sintaks yang setara). Untuk objek yang tidak memiliki representasi khusus untuk konsumsi manusia, str() akan mengembalikan nilai yang sama dengan repr(). Banyak nilai, seperti angka atau struktur seperti daftar dan kamus, memiliki representasi yang sama menggunakan kedua fungsi tersebut. String, khususnya, memiliki dua representasi berbeda.

Beberapa contoh:

>>> 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'))"

Modul string berisi kelas Template yang menawarkan cara lain untuk mengganti nilai menjadi string, menggunakan penampung seperti $x dan menggantinya dengan nilai-nilai dari dictionary, tetapi menawarkan kontrol format yang jauh lebih sedikit.

7.1.1. Literal String Terformat

Formatted string literals (juga disebut f-string) memungkinkan Anda menyertakan nilai ekspresi Python di dalam string dengan mengawali string dengan f atau F dan menulis ekspresi sebagai {expression}.

Penentu format opsional dapat mengikuti ekspresi. Ini memungkinkan kontrol yang lebih besar atas bagaimana nilai diformat. Contoh berikut ini pembulatan pi ke tiga tempat setelah desimal:

>>> import math
>>> print(f'The value of pi is approximately {math.pi:.3f}.')
The value of pi is approximately 3.142.

Melewatkan bilangan bulat setelah ':' akan menyebabkan field itu menjadi jumlah minimum lebar karakter. Ini berguna untuk membuat kolom berbaris.

>>> table = {'Sjoerd': 4127, 'Jack': 4098, 'Dcab': 7678}
>>> for name, phone in table.items():
...     print(f'{name:10} ==> {phone:10d}')
...
Sjoerd     ==>       4127
Jack       ==>       4098
Dcab       ==>       7678

Pengubah lain dapat digunakan untuk mengonversi nilai sebelum diformat. '!a' berlaku ascii(), '!s' berlaku str(), dan '!r' berlaku repr():

>>> animals = 'eels'
>>> print(f'My hovercraft is full of {animals}.')
My hovercraft is full of eels.
>>> print(f'My hovercraft is full of {animals!r}.')
My hovercraft is full of 'eels'.

The = specifier can be used to expand an expression to the text of the expression, an equal sign, then the representation of the evaluated expression:

>>> bugs = 'roaches'
>>> count = 13
>>> area = 'living room'
>>> print(f'Debugging {bugs=} {count=} {area=}')
Debugging bugs='roaches' count=13 area='living room'

See self-documenting expressions for more information on the = specifier. For a reference on these format specifications, see the reference guide for the Format Specification Mini-Language.

7.1.2. Metode String format()

Penggunaan dasar metode str.format() terlihat seperti ini:

>>> print('We are the {} who say "{}!"'.format('knights', 'Ni'))
We are the knights who say "Ni!"

Tanda kurung dan karakter di dalamnya (disebut fields format) diganti dengan objek yang diteruskan ke metode str.format(). Angka dalam tanda kurung dapat digunakan untuk merujuk ke posisi objek yang dilewatkan ke dalam metode str.format().

>>> print('{0} and {1}'.format('spam', 'eggs'))
spam and eggs
>>> print('{1} and {0}'.format('spam', 'eggs'))
eggs and spam

Jika argumen kata kunci keyword argument digunakan dalam metode str.format(), nilainya dirujuk dengan menggunakan nama argumen.

>>> print('This {food} is {adjective}.'.format(
...       food='spam', adjective='absolutely horrible'))
This spam is absolutely horrible.

Argumen posisi dan kata kunci dapat dikombinasikan secara bergantian:

>>> print('The story of {0}, {1}, and {other}.'.format('Bill', 'Manfred',
...                                                    other='Georg'))
The story of Bill, Manfred, and Georg.

Jika Anda memiliki string format yang sangat panjang yang tidak ingin Anda pisahkan, alangkah baiknya jika Anda bisa mereferensikan variabel yang akan diformat berdasarkan nama alih-alih berdasarkan posisi. Ini dapat dilakukan hanya dengan melewatkan dict dan menggunakan tanda kurung siku '[]' untuk mengakses kunci dari dict

>>> 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

This could also be done by passing the table dictionary as keyword arguments with the ** notation.

>>> 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

This is particularly useful in combination with the built-in function vars(), which returns a dictionary containing all local variables:

>>> table = {k: str(v) for k, v in vars().items()}
>>> message = " ".join([f'{k}: ' + '{' + k +'};' for k in table.keys()])
>>> print(message.format(**table))
__name__: __main__; __doc__: None; __package__: None; __loader__: ...

As an example, the following lines produce a tidily aligned set of columns giving integers and their squares and cubes:

>>> 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

Untuk ikhtisar lengkap pemformatan string dengan str.format(), lihat Format String Syntax.

7.1.3. Pemformatan String Manual

Inilah tabel kotak dan kubus yang sama, yang diformat secara manual:

>>> 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

(Perhatikan bahwa satu spasi di antara setiap kolom ditambahkan dengan cara print() berfungsi: selalu menambah spasi di antara argumennya.)

Metode str.rjust() dari objek string merata-kanan-kan sebuah string dalam bidang dengan lebar tertentu dengan menambahkannya dengan spasi di sebelah kiri. Ada metode serupa str.ljust() dan str.center(). Metode ini tidak menulis apa pun, mereka hanya mengembalikan string baru. Jika string input terlalu panjang, mereka tidak memotongnya, tetapi mengembalikannya tidak berubah; ini akan mengacaukan tata letak kolom Anda, tetapi itu biasanya lebih baik daripada alternatif, yang akan berbohong tentang nilai. (Jika Anda benar-benar menginginkan pemotongan, Anda selalu dapat menambahkan operasi slice, seperti pada x.ljust(n)[:n].)

Ada metode lain, str.zfill(), yang melapisi string numerik di sebelah kiri dengan nol. Itu mengerti tentang tanda plus dan minus:

>>> '12'.zfill(5)
'00012'
>>> '-3.14'.zfill(7)
'-003.14'
>>> '3.14159265359'.zfill(5)
'3.14159265359'

7.1.4. Pemformatan string lama

The % operator (modulo) can also be used for string formatting. Given format % values (where format is a string), % conversion specifications in format are replaced with zero or more elements of values. This operation is commonly known as string interpolation. For example:

>>> import math
>>> print('The value of pi is approximately %5.3f.' % math.pi)
The value of pi is approximately 3.142.

Informasi lebih lanjut dapat ditemukan di bagian printf-style String Formatting.

7.2. Membaca dan Menulis Berkas

open() returns a file object, and is most commonly used with two positional arguments and one keyword argument: open(filename, mode, encoding=None)

>>> f = open('workfile', 'w', encoding="utf-8")

Argumen pertama adalah string yang berisi nama file. Argumen kedua adalah string lain yang berisi beberapa karakter yang menggambarkan cara berkas akan digunakan. mode dapat 'r' ketika file hanya akan dibaca, 'w' untuk hanya menulis (berkas yang ada dengan nama yang sama akan dihapus), dan 'a' membuka berkas untuk ditambahkan; setiap data yang ditulis ke file secara otomatis ditambahkan ke bagian akhir. 'r+' membuka berkas untuk membaca dan menulis. Argumen mode adalah opsional; 'r' akan diasumsikan jika dihilangkan.

Normally, files are opened in text mode, that means, you read and write strings from and to the file, which are encoded in a specific encoding. If encoding is not specified, the default is platform dependent (see open()). Because UTF-8 is the modern de-facto standard, encoding="utf-8" is recommended unless you know that you need to use a different encoding. Appending a 'b' to the mode opens the file in binary mode. Binary mode data is read and written as bytes objects. You can not specify encoding when opening file in binary mode.

Dalam mode teks, standar saat membaca adalah mengonversi akhir baris spesifik platform (\n pada Unix, \r\n pada Windows) menjadi hanya \n. Saat menulis dalam mode teks, defaultnya adalah mengonversi kemunculan \n kembali ke akhir baris spesifik platform. Modifikasi di balik layar ini untuk mengarsipkan data baik untuk file teks, tetapi akan merusak data biner seperti itu di JPEG atau berkas EXE. Berhati-hatilah untuk menggunakan mode biner saat membaca dan menulis file seperti itu.

Ini adalah praktik yang baik untuk menggunakan kata kunci with saat berurusan dengan objek file. Keuntungannya adalah bahwa file ditutup dengan benar setelah rangkaiannya selesai, bahkan jika suatu pengecualian muncul di beberapa titik. Menggunakan with juga jauh lebih pendek daripada penulisan yang setara try-blok finally:

>>> with open('workfile', encoding="utf-8") as f:
...     read_data = f.read()

>>> # We can check that the file has been automatically closed.
>>> f.closed
True

Jika anda tidak menggunakan kata kunci with, maka anda harus memanggil f.close() untuk menutup file dan membebaskan sumber daya sistem yang digunakan secara langsung.

Peringatan

Memanggil f.write() tanpa menggunakan kata kunci with atau memanggil f.close() dapat menyebabkan argumen-argumen dari f.write() tidak dituliskan ke dalam disk secara utuh, meskipun program berhenti dengan sukses.

Setelah objek file ditutup, baik dengan pernyataan with atau dengan memanggil f.close(), upaya untuk menggunakan objek file akan secara otomatis gagal.

>>> 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. Metode Objek Berkas

Sisa contoh di bagian ini akan menganggap bahwa objek berkas bernama f telah dibuat.

Untuk membaca konten file, panggil f.read(size), yang membaca sejumlah kuantitas data dan mengembalikannya sebagai string (dalam mode teks) atau objek byte (dalam mode biner). size adalah argumen numerik opsional. Ketika size dihilangkan atau negatif, seluruh isi file akan dibaca dan dikembalikan; itu masalah Anda jika file tersebut dua kali lebih besar dari memori mesin Anda. Kalau tidak, paling banyak size karakter (dalam mode teks) atau size byte (dalam mode biner) dibaca dan dikembalikan. Jika akhir file telah tercapai, f.read() akan mengembalikan string kosong ('').

>>> f.read()
'This is the entire file.\n'
>>> f.read()
''

f.readline() membaca satu baris dari file; karakter baris baru (\n) dibiarkan di akhir string, dan hanya dihapus pada baris terakhir file jika file tidak berakhir pada baris baru. Ini membuat nilai pengembalian tidak ambigu; jika f.readline() mengembalikan string kosong, akhir file telah tercapai, sementara baris kosong diwakili oleh '\n', string yang hanya berisi satu baris baru.

>>> f.readline()
'This is the first line of the file.\n'
>>> f.readline()
'Second line of the file\n'
>>> f.readline()
''

Untuk membaca baris dari file, Anda dapat mengulangi objek berkas. Ini hemat memori, cepat, dan mengarah ke kode sederhana

>>> for line in f:
...     print(line, end='')
...
This is the first line of the file.
Second line of the file

Jika Anda ingin membaca semua baris file dalam daftar list, Anda juga dapat menggunakan list(f) atau f.readlines().

f.write(string) menulis konten string ke berkas, mengembalikan jumlah karakter yang ditulis.

>>> f.write('This is a test\n')
15

Jenis objek lain perlu dikonversi -- baik menjadi string (dalam mode teks) atau objek byte (dalam mode biner) -- sebelum menulisnya:

>>> value = ('the answer', 42)
>>> s = str(value)  # convert the tuple to string
>>> f.write(s)
18

f.tell() mengembalikan integer yang memberikan posisi objek file saat ini dalam berkas yang direpresentasikan sebagai jumlah byte dari awal berkas ketika dalam mode biner dan angka buram opaque ketika dalam mode teks.

Untuk mengubah posisi objek file, gunakan f.seek(offset, whence). Posisi dihitung dari menambahkan offset ke titik referensi; titik referensi dipilih oleh argumen whence. Nilai A whence dari 0 mengukur dari awal berkas, 1 menggunakan posisi file saat ini, dan 2 menggunakan akhir file sebagai titik referensi. whence dapat dihilangkan dan default ke 0, menggunakan awal file sebagai titik referensi.

>>> 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'

Dalam file teks (yang dibuka tanpa b dalam mode string), hanya mencari relatif ke awal file yang diizinkan (pengecualian sedang mencari sampai akhir file dengan seek(0, 2)) dan satu-satunya nilai offset yang valid adalah yang dikembalikan dari f.tell(), atau nol. Nilai offset lainnya menghasilkan perilaku tidak terdefinisi.

File objects have some additional methods, such as isatty() and truncate() which are less frequently used; consult the Library Reference for a complete guide to file objects.

7.2.2. Menyimpan data terstruktur dengan json

Strings can easily be written to and read from a file. Numbers take a bit more effort, since the read() method only returns strings, which will have to be passed to a function like int(), which takes a string like '123' and returns its numeric value 123. When you want to save more complex data types like nested lists and dictionaries, parsing and serializing by hand becomes complicated.

Rather than having users constantly writing and debugging code to save complicated data types to files, Python allows you to use the popular data interchange format called JSON (JavaScript Object Notation). The standard module called json can take Python data hierarchies, and convert them to string representations; this process is called serializing. Reconstructing the data from the string representation is called deserializing. Between serializing and deserializing, the string representing the object may have been stored in a file or data, or sent over a network connection to some distant machine.

Catatan

Format JSON umumnya digunakan oleh aplikasi modern untuk memungkinkan pertukaran data. Banyak programmer sudah terbiasa dengannya, yang membuatnya menjadi pilihan yang baik untuk interoperabilitas.

Jika Anda memiliki objek x, Anda dapat melihat representasi string JSON dengan baris kode sederhana:

>>> import json
>>> x = [1, 'simple', 'list']
>>> json.dumps(x)
'[1, "simple", "list"]'

Varian lain dari fungsi dumps(), disebut dump(), dengan mudah membuat serialisasi objek menjadi :term: text file. Jadi jika f adalah objek text file dibuka untuk menulis, kita dapat melakukan ini:

json.dump(x, f)

To decode the object again, if f is a binary file or text file object which has been opened for reading:

x = json.load(f)

Catatan

JSON files must be encoded in UTF-8. Use encoding="utf-8" when opening JSON file as a text file for both of reading and writing.

Teknik serialisasi sederhana ini dapat menangani daftar list dan dictionary, tetapi membuat serialisasi instance kelas yang berubah-ubah arbitrary di JSON membutuhkan sedikit usaha ekstra. Referensi untuk modul json berisi penjelasan tentang ini.

Lihat juga

Pickle - modul pickle

Berlawanan dengan JSON, pickle adalah protokol yang memungkinkan serialisasi objek Python yang semena-mena arbitrarily kompleks. Dengan demikian, ini khusus untuk Python dan tidak dapat digunakan untuk berkomunikasi dengan aplikasi yang ditulis dalam bahasa lain. Ini juga tidak aman secara bawaan: deserializing pickle data yang berasal dari sumber yang tidak dipercaya dapat mengeksekusi kode semena-mena arbitrary, jika data dibuat oleh penyerang yang terampil.