## 输入与输出 某些情况下，你的程序必须与用户进行交互。例如，你想获取来自用户的输入，然后给用户打印返回的结果。我们可以分别使用`input()`和`print()`函数来实现。 对于输出，我们可以使用`str`类中的方法。例如，你可以使用`rjust`方法得到一个右对齐、指定宽度的字符串。可以通过`help(str)`来查看更详细的信息。 另一个常见的输入/输出类型是处理文件。创建、读取和写入文件的能力对于很多程序来说是至关重要的，我们将在本章探索这个特性。 ## 用户输入 将这个程序保存为`io_input.py`: ```python def reverse(text): return text[::-1] def is_palindrome(text): return text == reverse(text) something = input('输入文本：') if (is_palindrome(something)): print("是的，这是回文") else: print("不，这不是回文") ``` 输出： ```shell C:\> python io_input.py 输入文本： 蜜蜂 不，这不是回文 C:\> python io_input.py 输入文本： 人上人 是的，这是回文 ``` **它是如何工作的：** 我们使用切片特性来反转文本。我们已经知道了如何通过`seq[a:b]`来得到位置`a`到位置`b`的[序列切片](./data_structures.md)。我们还可以提供第三个参数来决定切片的**步长**，切片默认的步长是`1`，因为这样会返回文本连续的部分。给一个负值的步长，即`-1`，会返回文本的反转。 `input()`函数将字符串作为参数，并且展示给用户。然后它会等待用户输入并按下返回键。一旦用户输入并按下了返回键，`input()`函数会将会返回用户输入的文本。 我们得到文本并反转它。如果原始文本和反转文本是相等的，那么这个文本就是一个[回文](http://en.wiktionary.org/wiki/palindrome)。 ### 家庭作业 对英文来说检查一段文字是不是回文，需要忽略标点、空格和大小写。例如："Rise to vote, sir." 是一句回文，但目前版本的程序还不能认出它。你能够修改程序让它能认出这句回文吗？ 如果你没有思路，请参考文末的提示。 ## 文件 为了读写文件，你可以通过创建一个`file`类的对象，然后使用`read`、`readline`或`write`方法来打开和使用文件。对文件的读写能力取决于你打开文件时选择的模式。当你处理完文件后，你可以使用`close`方法告诉 Python 你已经使用完文件了。 例子 (保存为 io_using_file.py): ```python poem = '''\ Programming is fun When the work is done if you wanna make your work also fun: use Python! ''' # 打开文件进行 'w'riting 写操作 f = open('poem.txt', 'w') # 将文本写入到文件 f.write(poem) # 关闭文件 f.close() # 如果没有指定文件打开方式 # 默认使用 'r'ead 读模式 f = open('poem.txt') while True: line = f.readline() # 零行意味着 EOF 文件结尾 if len(line) == 0: break # `line` 中已经自带换行了 # 因为它是从文件中读取出来的 print(line, end='') # 关闭文件 f.close() ``` 输出： ``` C:\> python io_using_file.py Programming is fun When the work is done if you wanna make your work also fun: use Python! ``` **它是如何工作的：** 通过`open`方法我们很容易就能创建一个新的文件对象。我们指定文件名和打开方式，通过内置的`open`函数打开文件，当文件不存在时则创建文件。文件有很多种打开模式，可以是：读模式（`'r'`），写模式（`'w'`）或追加模式（`'a'`）。我们也可以指定以什么方式进行读、写和追加，是文本模式（`'t'`）还是二进制模式（`'b'`）。还有很多打开模式的组合，你可以通过`help(open)`命令来查看详细的说明。默认情况下`open()`认为文件以文本模式打开进行读取操作。 在我们的例子里，第一次我们用`write`方法打开/创建了这个文件，并把字符串变量`poem`写入文件里，之后我们用`close`关闭了文件。 接下来我们再次打开同一个文件用于读取。我们不需要指定模式，因为默认的读取文件模式已经足够了。我们使用`readline`方法在一个循环中每次读取文件的一行。这个方法每次会返回包括换行符在内的一整行。当读到**空**字符时，就说明已经到了文件的结尾，我们就可以跳出（break）循环了。 最后，我们用`close`关闭了文件。 从`readline`的输出中我们可以得知：这个程序已经成功地把小诗写入了`poem.txt`文件，并可以从中读取出来，打印到屏幕上。 ## 序列化 我们把变量从内存中变成可存储或传输的过程称之为序列化，在Python中叫pickling，在其他语言中也被称之为serialization，marshalling，flattening等等。 Python提供了一个标准模块`pickle`，你可以使用该模块将**任何**简单的Python对象存储在文件中，然后可再次取回。这个过程也被称为**持久化存储对象**。 例子 (保存为`io_pickle.py`): ```python import pickle # 这是我们将存储对象的文件名 shoplistfile = 'shoplist.data' # 购物的清单 shoplist = ['苹果', '芒果', '胡萝卜'] # 写入文件 f = open(shoplistfile, 'wb') # 将对象存储到文件 pickle.dump(shoplist, f) f.close() # 销毁 shoplist 变量 del shoplist # 从存储中读回 f = open(shoplistfile, 'rb') # 从文件加载对象 storedlist = pickle.load(f) print(storedlist) f.close() ``` 输出： ```shell C:\> python pickling.py ['苹果', '芒果', '胡萝卜'] ``` **它是如何工作的：** 要将对象存储在文件中，必须先以二进制写入模式`open`文件，然后调用`pickle`模块的`dump`函数将对象保存到文件 file 中去，这个过程叫做**pickling**。 之后，我们可使用`pickle`模块的`load`函数来获取并返回这个对象。此过程称为**unpickling**。 ## Unicode 到目前为止，当我们编写和使用字符串或者读取和写入文件时，我们只使用了简单的英文字符。 英语和非英语字符都可以用 Unicode 码表示（请参阅本节末尾的文章了解更多信息），默认情况下 Python 3 使用 Unicode 存储字符串变量（想想所有我们用单或双或三重引号包裹的文本）。 > 注意：如果你使用的是Python 2，并且我们希望能够读取和编写其他非英语语言，我们需要使用`unicode`类型，所有内容都以字符`u`开头，例如：`u"hello world"`。 ```python >>> "hello world" 'hello world' >>> type("hello world") <class 'str'> >>> u"hello world" 'hello world' >>> type(u"hello world") <class 'str'> ``` 当通过互联网发送数据时，我们需要以字节为单位发送数据，这是计算机易于理解的方式。将 Unicode 码（这是 Python 在存储字符串时使用的）转换为字节的规则称为编码。一种流行的编码方式是 UTF-8 。我们可以通过在`open`函数中使用一个简单的关键字参数来读写 UTF-8 。 ```python # encoding=utf-8 import io f = io.open("abc.txt", "wt", encoding="utf-8") f.write(u"Imagine non-English language here") f.close() text = io.open("abc.txt", encoding="utf-8").read() print(text) ``` **它是如何工作的：** 我们使用 `io.open` 然后在第一个 open 语句中使用 `encoding` 参数对信息进行编码，然后在解码信息时再在第二个 open 语句中使用该参数。 请注意，我们应该只在文本模式下使用 open 语句时的使用编码。 每当我们编写一个使用 Unicode 文字的程序（通过在字符串之前放置一个 `u` ）就像我们上面使用的那样，我们必须确保 Python 本身被告知我们的程序使用 UTF-8，我们必须把 `# encoding=utf-8` 注释在我们程序的顶部。 想要详细了解此主题，请阅读以下内容： - ["The Absolute Minimum Every Software Developer Absolutely, Positively Must Know About Unicode and Character Sets"](http://www.joelonsoftware.com/articles/Unicode.html) - [Python Unicode Howto](http://docs.python.org/3/howto/unicode.html) - [Pragmatic Unicode talk by Nat Batchelder](http://nedbatchelder.com/text/unipain.html) ## 小结 我们已经讨论了各种类型的输入 / 输出操作，包括：文件处理、pickle 模块和 Unicode。 接下来，我们将探讨索异常的概念。 ### 家庭作业提示 > 使用一个元组（从[这里](http://grammar.ccc.commnet.edu/grammar/marks/marks.htm)你可以找到所有标点符号的一个列表）来保存所有需要禁用的字符，然后使用成员资格测试来确定一个字符是否应该被移除，即 forbidden = (!, ?, ., ...)。