7. 입력과 출력¶
프로그램의 출력을 표현하는 여러 가지 방법이 있습니다; 사람이 일기에 적합한 형태로 데이터를 인쇄할 수도 있고, 나중에 사용하기 위해 파일에 쓸 수도 있습니다. 이 장에서는 몇 가지 가능성을 논합니다.
7.1. 장식적인 출력 포매팅¶
So far we’ve encountered two ways of writing values: expression statements and
the print statement. (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.)
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 types have 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.
string 모듈은 Template 클래스를 포함하는데, 값을 문자열에 치환하는 또 다른 방법을 제공합니다.
물론, 한가지 질문이 남아있습니다; 값을 어떻게 문자열로 변환하는가? 다행히도, 파이썬은 어떤 종류의 값이라도 문자열로 변환하는 방법을 갖고 있습니다; 그 값을 repr() 나 str() 함수로 전달하세요.
The str() function is meant to return representations of values which are
fairly human-readable, while repr() is meant to generate representations
which can be read by the interpreter (or will force a SyntaxError if
there is no equivalent syntax). For objects which don’t have a particular
representation for human consumption, str() will return the same value as
repr(). Many values, such as numbers or structures like lists and
dictionaries, have the same representation using either function. Strings and
floating point numbers, in particular, have two distinct representations.
몇 가지 예를 듭니다:
>>> s = 'Hello, world.'
>>> str(s)
'Hello, world.'
>>> repr(s)
"'Hello, world.'"
>>> str(1.0/7.0)
'0.142857142857'
>>> repr(1.0/7.0)
'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'))"
여기 제곱수와 세제곱수의 표를 쓰는 두 가지 방법이 있습니다:
>>> for x in range(1, 11):
... print repr(x).rjust(2), repr(x*x).rjust(3),
... # Note trailing comma 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: by default it adds spaces between its arguments.)
이 예는 문자열 객체의 str.rjust() 메서드를 시연하는데, 왼쪽에 스페이스를 채워서 주어진 폭으로 문자열을 우측 줄 맞춤합니다. 비슷한 메서드 str.ljust() 와 str.center() 도 있습니다. 이 메서드들은 어떤 것도 출력하지 않습니다, 단지 새 문자열을 돌려줍니다. 입력 문자열이 너무 길면, 자르지 않고, 변경 없이 그냥 돌려줍니다; 이것이 칼럼 배치를 엉망으로 만들겠지만, 보통 값에 대해 거짓말을 하게 될 대안보다는 낫습니다. (정말로 잘라내기를 원한다면, 항상 슬라이스 연산을 추가할 수 있습니다, x.ljust(n)[:n] 처럼.)
다른 메서드도 있습니다, str.zfill(). 숫자 문자열의 왼쪽에 0을 채웁니다. 플러스와 마이너스 부호도 이해합니다:
>>> '12'.zfill(5)
'00012'
>>> '-3.14'.zfill(7)
'-003.14'
>>> '3.14159265359'.zfill(5)
'3.14159265359'
str.format() 메서드의 기본적인 사용법은 이런 식입니다:
>>> print 'We are the {} who say "{}!"'.format('knights', 'Ni')
We are the knights who say "Ni!"
The brackets and characters within them (called format fields) are replaced with
the objects passed into the str.format() method. A number in the
brackets refers to the position of the object passed into the
str.format() method.
>>> print '{0} and {1}'.format('spam', 'eggs')
spam and eggs
>>> print '{1} and {0}'.format('spam', 'eggs')
eggs and spam
str.format() 메서드에 키워드 인자가 사용되면, 그 값들은 인자의 이름을 사용해서 지정할 수 있습니다.
>>> print 'This {food} is {adjective}.'.format(
... food='spam', adjective='absolutely horrible')
This spam is absolutely horrible.
위치와 키워드 인자를 자유롭게 조합할 수 있습니다:
>>> print 'The story of {0}, {1}, and {other}.'.format('Bill', 'Manfred',
... other='Georg')
The story of Bill, Manfred, and Georg.
'!s' (apply str()) and '!r' (apply repr()) can be used to
convert the value before it is formatted.
>>> import math
>>> print 'The value of PI is approximately {}.'.format(math.pi)
The value of PI is approximately 3.14159265359.
>>> print 'The value of PI is approximately {!r}.'.format(math.pi)
The value of PI is approximately 3.141592653589793.
선택적인 ':' 과 포맷 지정자가 필드 이름 뒤에 올 수 있습니다. 이것으로 값이 포맷되는 방식을 더 정교하게 제어할 수 있습니다. 다음 예는 원주율을 소수점 이하 세 자리로 반올림합니다.
>>> import math
>>> print 'The value of PI is approximately {0:.3f}.'.format(math.pi)
The value of PI is approximately 3.142.
':' 뒤에 정수를 전달하면 해당 필드의 최소 문자 폭이 됩니다. 표를 예쁘게 만들 때 편리합니다.
>>> 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
나누고 싶지 않은 정말 긴 포맷 문자열이 있을 때, 포맷할 변수들을 위치 대신에 이름으로 지정할 수 있다면 좋을 것입니다. 간단히 딕셔너리를 넘기고 키를 액세스하는데 꺾쇠괄호 '[]' 를 사용하면 됩니다
>>> 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
〈**〉 표기법을 사용해서 table을 키워드 인자로 전달해도 같은 결과를 얻을 수 있습니다.
>>> 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
이 방법은 모든 지역 변수들을 담은 딕셔너리를 돌려주는 내장 함수 vars() 와 함께 사용할 때 특히 쓸모가 있습니다.
str.format() 를 사용한 문자열 포매팅의 완전한 개요는 Format String Syntax 을 보세요.
7.1.1. 예전의 문자열 포매팅¶
% 연산자도 문자열 포매팅에 사용될 수 있습니다. 왼쪽 인자를 오른쪽 인자에 적용되는 sprintf()-스타일 포맷 문자열로 해석하고, 이 포매팅 연산의 결과로 얻어지는 문자열을 돌려줍니다. 예를 들어:
>>> import math
>>> print 'The value of PI is approximately %5.3f.' % math.pi
The value of PI is approximately 3.142.
More information can be found in the String Formatting Operations section.
7.2. 파일을 읽고 쓰기¶
open() returns a file object, and is most commonly used with two
arguments: open(filename, mode).
>>> f = open('workfile', 'w')
>>> print f
<open file 'workfile', mode 'w' at 80a0960>
첫 번째 인자는 파일 이름을 담은 문자열입니다. 두 번째 인자는 파일이 사용될 방식을 설명하는 몇 개의 문자들을 담은 또 하나의 문자열입니다. mode 는 파일을 읽기만 하면 'r', 쓰기만 하면 'w' (같은 이름의 이미 존재하는 파일은 삭제됩니다) 가 되고, 'a' 는 파일을 덧붙이기 위해 엽니다; 파일에 기록되는 모든 데이터는 자동으로 끝에 붙습니다. 'r+' 는 파일을 읽고 쓰기 위해 엽니다. mode 인자는 선택적인데, 생략하면 'r' 이 가정됩니다.
On Windows, 'b' appended to the mode opens the file in binary mode, so there
are also modes like 'rb', 'wb', and 'r+b'. Python on Windows makes
a distinction between text and binary files; the end-of-line characters in text
files are automatically altered slightly when data is read or written. This
behind-the-scenes modification to file data is fine for ASCII text files, but
it’ll corrupt binary data like that in JPEG or EXE files. Be
very careful to use binary mode when reading and writing such files. On Unix,
it doesn’t hurt to append a 'b' to the mode, so you can use it
platform-independently for all binary files.
7.2.1. 파일 객체의 매소드¶
이 섹션의 나머지 예들은 f 라는 파일 객체가 이미 만들어졌다고 가정합니다.
To read a file’s contents, call f.read(size), which reads some quantity of
data and returns it as a string. size is an optional numeric argument. When
size is omitted or negative, the entire contents of the file will be read and
returned; it’s your problem if the file is twice as large as your machine’s
memory. Otherwise, at most size bytes are read and returned. If the end of
the file has been reached, f.read() will return an empty string ("").
>>> f.read()
'This is the entire file.\n'
>>> f.read()
''
f.readline() reads a single line from the file; a newline character (\n)
is left at the end of the string, and is only omitted on the last line of the
file if the file doesn’t end in a newline. This makes the return value
unambiguous; if f.readline() returns an empty string, the end of the file
has been reached, while a blank line is represented by '\n', a string
containing only a single newline.
>>> f.readline()
'This is the first line of the file.\n'
>>> f.readline()
'Second line of the file\n'
>>> f.readline()
''
파일에서 줄들을 읽으려면, 파일 객체에 대해 루핑할 수 있습니다. 이것은 메모리 효율적이고, 빠르며 간단한 코드로 이어집니다:
>>> for line in f:
print line,
This is the first line of the file.
Second line of the file
파일의 모든 줄을 리스트로 읽어 들이려면 list(f) 나 f.readlines() 를 쓸 수 있습니다.
f.write(string) writes the contents of string to the file, returning
None.
>>> f.write('This is a test\n')
To write something other than a string, it needs to be converted to a string first:
>>> value = ('the answer', 42)
>>> s = str(value)
>>> f.write(s)
f.tell() returns an integer giving the file object’s current position in the
file, measured in bytes from the beginning of the file. To change the file
object’s position, use f.seek(offset, from_what). The position is computed
from adding offset to a reference point; the reference point is selected by
the from_what argument. A from_what value of 0 measures from the beginning
of the file, 1 uses the current file position, and 2 uses the end of the file as
the reference point. from_what can be omitted and defaults to 0, using the
beginning of the file as the reference point.
>>> f = open('workfile', 'r+')
>>> f.write('0123456789abcdef')
>>> f.seek(5) # Go to the 6th byte in the file
>>> f.read(1)
'5'
>>> f.seek(-3, 2) # Go to the 3rd byte before the end
>>> f.read(1)
'd'
When you’re done with a file, call f.close() to close it and free up any
system resources taken up by the open file. After calling f.close(),
attempts to use the file object will automatically fail.
>>> f.close()
>>> f.read()
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: I/O operation on closed file
It is good practice to use the with keyword when dealing with file
objects. This has the advantage that the file is properly closed after its
suite finishes, even if an exception is raised on the way. It is also much
shorter than writing equivalent try-finally blocks:
>>> with open('workfile', 'r') as f:
... read_data = f.read()
>>> f.closed
True
파일 객체는 isatty() 나 truncate() 같은 몇 가지 메서드를 더 갖고 있는데, 덜 자주 사용됩니다; 파일 객체에 대한 완전한 안내는 라이브러리 레퍼런스를 참조하세요.
7.2.2. json 으로 구조적인 데이터를 저장하기¶
문자열은 파일에 쉽게 읽고 쓸 수 있습니다. 숫자는 약간의 수고를 해야 하는데, read() 메서드가 문자열만을 돌려주기 때문입니다. 이 문자열을 int() 같은 함수로 전달해야만 하는데, '123' 같은 문자열을 받고 숫자 값 123을 돌려줍니다. 중첩된 리스트나 딕셔너리 같은 더 복잡한 데이터를 저장하려고 할 때, 수작업으로 파싱하고 직렬화하는 것이 까다로울 수 있습니다.
사용자가 반복적으로 복잡한 데이터형을 파일에 저장하는 코드를 작성하고 디버깅하도록 하는 대신, 파이썬은 JSON (JavaScript Object Notation) 이라는 널리 쓰이는 데이터 교환 형식을 사용할 수 있게 합니다. json 이라는 표준 모듈은 파이썬 데이터 계층을 받아서 문자열 표현으로 바꿔줍니다; 이 절차를 직렬화 (serializing) 라고 부릅니다. 문자열 표현으로부터 데이터를 재구성하는 것은 역 직렬화 (deserializing) 라고 부릅니다. 직렬화와 역 직렬화 사이에서, 객체를 표현하는 문자열은 파일이나 데이터에 저장되거나 네트워크 연결을 통해 원격 기계로 전송될 수 있습니다.
참고
JSON 형식은 데이터 교환을 위해 현대 응용 프로그램들이 자주 사용합니다. 많은 프로그래머가 이미 이것에 익숙하므로, 연동성을 위한 좋은 선택이 됩니다.
객체 x 가 있을 때, 간단한 한 줄의 코드로 그것의 JSON 문자열 표현을 볼 수 있습니다:
>>> import json
>>> json.dumps([1, 'simple', 'list'])
'[1, "simple", "list"]'
Another variant of the dumps() function, called dump(),
simply serializes the object to a file. So if f is a file object
opened for writing, we can do this:
json.dump(x, f)
To decode the object again, if f is a file object which has
been opened for reading:
x = json.load(f)
이 간단한 직렬화 테크닉이 리스트와 딕셔너리를 다룰 수 있지만, 임의의 클래스 인스턴스를 JSON 으로 직렬화하기 위해서는 약간의 수고가 더 필요합니다. json 모듈의 레퍼런스는 이 방법에 대한 설명을 담고 있습니다.