第二版本章要點(diǎn)：6.1輸入和輸出概述6.2命令行參數(shù)6.3標(biāo)準(zhǔn)輸入和標(biāo)準(zhǔn)輸出函數(shù)6.4文件和文件對象6.5文本文件的讀取和寫入6.6CSV格式文件的讀取和寫入第6章輸入、輸出和文件處理本章要點(diǎn)：6.7JSON格式文件的讀取和寫入6.8隨機(jī)文件的讀取和寫入6.9os模塊和文件目錄操作6.10綜合應(yīng)用：文件數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析第6章輸入和輸出概述6.1輸入和輸出概述Python程序通常可以使用下列方式之一實(shí)現(xiàn)交互功能：輸入輸出程序處理圖6-1程序的輸入和輸出示意圖（1）命令行參數(shù)。（2）標(biāo)準(zhǔn)輸入和輸出函數(shù)。（3）文件輸入和輸出。（4）圖形化用戶界面6.2命令行參數(shù)通過列表sys.argv訪問命令行參數(shù)argv[0]為Python腳本名，argv[1]為第1個(gè)參數(shù)，argv[2]為第2個(gè)參數(shù)【例6.1】命令行參數(shù)示例（hello_argv.py）。在操作系統(tǒng)命令行界面運(yùn)行Python程序時(shí)，根據(jù)所指定的命令行參數(shù)，顯示輸出相應(yīng)的Hello信息importsysprint('Hello,'+sys.argv[1])命令行參數(shù)類型轉(zhuǎn)換按慣例，命令行輸入?yún)?shù)argv[1]、argv[2]等為字符串，所以如果希望傳入的參數(shù)為數(shù)值，則需要使用轉(zhuǎn)換函數(shù)int()或者float()將字符串轉(zhuǎn)換為適合的類型【例6.2】命令行參數(shù)示例（randomseq.py）：生成n個(gè)隨機(jī)數(shù)，其中，n由程序的第一個(gè)命令行參數(shù)所確定importsys,randomn=int(sys.argv[1])foriinrange(n):print(random.randrange(0,100))6.3標(biāo)準(zhǔn)輸入和標(biāo)準(zhǔn)輸出函數(shù)input函數(shù)的格式print函數(shù)的格式print函數(shù)用于打印一行內(nèi)容，即將多個(gè)以分隔符（sep，默認(rèn)為空格）分隔的值（value，...，以逗號分隔的值），寫入到指定文件流（file，默認(rèn)為控制臺sys.stdout）。參數(shù)end指定換行符；flush指定是否強(qiáng)制寫入到流【6.3】輸入函數(shù)和輸出函數(shù)示例1>>>print(1,2,3)#輸出時(shí)采用默認(rèn)分隔符（空格）。輸出：123123>>>print(1,2,3,sep=',')#輸出時(shí)采用逗號（,）分隔符。輸出：1,2,31,2,3>>>print(1,2,3,sep=',',end='.\n')#輸出時(shí)采用逗號分隔符，最后以點(diǎn)結(jié)束并換行1,2,3.>>>foriinrange(5):#輸出時(shí)使用空格代替換行符

print(i,end='')01234【例6.4】輸入函數(shù)和輸出函數(shù)示例2（io_test2.py）importdatetimesName=input("請輸入您的姓名：")#輸入姓名birthyear=int(input("請輸入您的出生年份："))#輸入出生年份age=datetime.date.today().year-birthyear#根據(jù)當(dāng)前年份和出生年份計(jì)算年齡print("您好！{0}。您{1}歲。".format(sName,age))【例6.5】從控制臺讀取n個(gè)整數(shù)并計(jì)算其累計(jì)和（io_sum.py）n由程序的第一個(gè)命令行參數(shù)所確定importsysn=int(sys.argv[1])#命令行第一個(gè)參數(shù)確認(rèn)所需求和的整數(shù)個(gè)數(shù)ntotal=0#設(shè)置求和初始值=0foriinrange(n):number=int(input('請輸入整數(shù)：'))#輸入整數(shù)total+=number#整數(shù)累加print('累計(jì)和為：’,total)#輸出n個(gè)整數(shù)累計(jì)和交互式用戶輸入【例6.6】編寫程序（stat.py），輸入批量數(shù)據(jù)（假定當(dāng)輸入-1時(shí)，終止輸入），統(tǒng)計(jì)所輸入的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)，并求總和以及平均值a=[]#初始化列表x=float(input("請輸入一個(gè)實(shí)數(shù)，輸入-1終止："))whilex!=-1:a.append(x)#將所輸入的實(shí)數(shù)添加到列表中x=float(input("請輸入一個(gè)實(shí)數(shù)，輸入-1終止："))print("計(jì)數(shù)：",len(a))#列表長度即為實(shí)數(shù)個(gè)數(shù)print("求和：",sum(a))#列表中各元素求和print("平均值：",sum(a)/len(a))#列表中各元素求平均值6.4文件和文件對象文件對象和open函數(shù)使用open()函數(shù)時(shí)，可以指定打開文件的模式mode為：'r'（只讀）、'w'（寫入，寫入前刪除舊內(nèi)容）、'x'（創(chuàng)建新文件，如果文件存在，則導(dǎo)致FileExistsError）、'a'（追加）、'b'（二進(jìn)制文件）、't'（文本文件，默認(rèn)值）、'+'（更新，讀寫）文件的打開、寫入、讀取和關(guān)閉通過內(nèi)置函數(shù)open()可創(chuàng)建或打開文件對象通過文件對象的實(shí)例方法write/writelines，可以寫入字符串到文本文件通過文件對象的實(shí)例方法read/readline，可以讀取文本文件的內(nèi)容文件讀寫完成后，應(yīng)該使用close方法關(guān)閉文件【例6.7】讀取并輸出文本文件（type_file.py）

importsysfilename=sys.argv[0]#所讀取并輸出的就是本程序文件type_file.pyf=open(filename,'r',encoding='utf8')#打開文件line_no=0#統(tǒng)計(jì)行號whileTrue:line_no+=1#行號計(jì)數(shù)line=f.readline()#讀取行信息ifline:print(line_no,":",line)#輸出行號和該行內(nèi)容else:breakf.close()#關(guān)閉打開的文件with語句和上下文管理協(xié)議實(shí)現(xiàn)上下文管理協(xié)議的對象文件對象支持使用with語句，確保打開的文件自動(dòng)關(guān)閉importsysfilename=sys.argv[0]#所讀取并輸出的就是本程序文件type_file_with.pyline_no=0#統(tǒng)計(jì)行號withopen(filename,'r',encoding='utf8')asf:#使用with語句實(shí)現(xiàn)上下文管理協(xié)議forlineinf:line_no+=1#行號計(jì)數(shù)print(line_no,":",line)#輸出行號和該行內(nèi)容f.close()#可以省略【例6.8】利用with語句讀取并輸出文本文件（type_file_with.py）6.5文本文件的讀取和寫入在使用open()函數(shù)打開或創(chuàng)建一個(gè)文件時(shí)，其默認(rèn)的打開模式為只讀文本文件。文本文件用于儲存文本字符串，默認(rèn)編碼為Unicode存儲在文本文件中的數(shù)據(jù)也可以是結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，例如一維數(shù)據(jù)或者二維數(shù)據(jù)一般地，結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)文件的存儲通常使用特殊分隔符，例如空格分隔、逗號分隔（CSV，Comma-SeparatedValues）、制表符分隔（TSV，Tab-SeparatedValues）、換行分隔，或者其他分隔符分隔一維數(shù)據(jù)文件通常存儲同一個(gè)維度的多個(gè)數(shù)據(jù)處理一維數(shù)據(jù)文件的方式是首先讀取文本文件內(nèi)容，然后使用字符串的split方法拆分各字段內(nèi)容二維數(shù)據(jù)文件通常存儲兩個(gè)維度的數(shù)據(jù)，每一行表示一條記錄的多個(gè)字段處理二維數(shù)據(jù)文件的方式是首先讀取文本文件內(nèi)容，然后分別處理各行文本。用戶可以使用字符串的split方法拆分各字段內(nèi)容。但更有效的方法是針對特定的格式，使用CSV或JSON模塊提供的函數(shù)直接進(jìn)行處理文本文件的寫入打開文件、寫入數(shù)據(jù)和關(guān)閉文件1．創(chuàng)建或打開文件對象通過內(nèi)置函數(shù)open()可以創(chuàng)建或打開文件對象，可以指定覆蓋模式（文件存在時(shí)）、編碼和緩存大小2．寫入字符串到文本文件打開文件后，可以使用其實(shí)例方法write()/writelines()，寫入字符串到文本文件?？梢允褂脤?shí)例方法flush強(qiáng)制把緩沖的數(shù)據(jù)更新到文件中f.write(s)#把字符串s寫入到文件ff.writelines(lines)#依次把列表lines中的各字符串寫入到文件ff.flush()#把緩沖的數(shù)據(jù)更新到文件中3．關(guān)閉文件寫入文件完成后，應(yīng)該使用close方法關(guān)閉流，以釋放資源，并把緩沖的數(shù)據(jù)更新到文件中f.close()#關(guān)閉文件【例6.9】文本文件的寫入示例（textwrite.py）withopen(r'c:\pythonb\data1.txt','w')asf:f.write('123\n')#寫入字符串f.write('abc\n')#寫入字符串f.writelines(['456\n','def\n'])#寫入字符串文本文件的讀取打開文件、讀取數(shù)據(jù)和關(guān)閉文件1．打開文件對象通過內(nèi)置函數(shù)open()可以打開文件對象。可以指定編碼和緩存大小。例如：f1=open('data1.txt','r')#打開data1.txt，若文件不存在，則導(dǎo)致FileNotFoundError2．從打開的文本文件中讀取字符數(shù)據(jù)打開文件后，可以使用下列實(shí)例方法讀取字符數(shù)據(jù)。f.read()：從f中讀取剩余內(nèi)容直至文件結(jié)尾，返回一個(gè)字符串。f.read(n)：從f中讀取至多n個(gè)字符，返回一個(gè)字符串；如果n為負(fù)數(shù)或None，讀取直至文件結(jié)尾。f.readline()：從f中讀取1行內(nèi)容，返回一個(gè)字符串。f.readlines()：從f中讀取剩余多行內(nèi)容，返回一個(gè)列表。3．關(guān)閉文件可以使用close方法關(guān)閉流，以釋放資源。通常采用with語句，以保證系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉打開的流【例6.10】文本文件的讀取示例withopen(r'c:\pythonb\data1.txt','r')asf:forsinf.readlines():print(s,end='')文本文件的編碼文本文件用于存儲編碼的字符串，使用open()函數(shù)打開文本文件時(shí)，可以指定所使用的編碼，函數(shù)形式如下Python內(nèi)置的編碼包括utf-8、utf8、latin-1、latin1、iso-8859-1、mbcs（僅Windows系統(tǒng)）、ascii、utf-16、utf-32等>>>f=open("1.txt",mode="w",encoding="utf-8")逗號分隔符文本格式csv.reader對象和csv文件的讀取。本節(jié)基于以下scores.csv文件，其內(nèi)容為：6.6CSV文件格式的讀取和寫入（1）學(xué)號,姓名,性別,班級,語文,數(shù)學(xué),英語102111,宋頤園,男,一班,72,85,82102113,王二丫,女,一班,75,82,51102131,董再永,男,三班,55,74,79102121,陳香燕,女,二班,80,86,68102135,周一萍,女,三班,72,76,72【例16.11】使用reader對象讀取csv文件importcsvdefreadcsv1(csvfilepath):withopen(csvfilepath,newline='')asf:#打開文件f_csv=csv.reader(f)#創(chuàng)建csv.reader對象headers=next(f_csv)#標(biāo)題print(headers)#打印標(biāo)題（列表）forrowinf_csv:#循環(huán)打印各行（列表）print(row)if__name__=='__main__':readcsv1(r'scores.csv')CSV文件格式的讀取和寫入（2）csv.writer對象和csv文件的寫入【例16.12】使用writer對象寫入csv文件importcsvdefwritecsv1(csvfilepath):headers=['學(xué)號','姓名','性別','班級','語文','數(shù)學(xué)','英語']rows=[('102111','宋頤園','男','一班','72','85','82'),('102113','王二丫','女','一班','75','82','51')]withopen(csvfilepath,'w',newline='')asf:#打開文件

f_csv=csv.writer(f)#創(chuàng)建csv.writer對象

f_csv.writerow(headers)#寫入1行（標(biāo)題）

f_csv.writerows(rows)#寫入多行（數(shù)據(jù)）if__name__=='__main__':writecsv1(r'scores1.csv')6.7JSON格式文件的讀取和寫入JSON（JavaScriptObjectNotation，JavaScript對象標(biāo)記）定義了一種標(biāo)準(zhǔn)格式，用字符串來描述典型的內(nèi)置對象（如字典、列表、數(shù)字和字符串）。雖然JSON原來是JavaScript編程語言的一個(gè)子集，但它現(xiàn)在是一個(gè)獨(dú)立于語言的數(shù)據(jù)格式，所有主流編程語言都有生產(chǎn)和消費(fèi)的JSON數(shù)據(jù)的庫JSON是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換的流行格式之一Python標(biāo)準(zhǔn)庫模塊json包含將Python對象編碼為JSON格式（簡稱JSON）和將JSON解碼到Python對象的函數(shù)：dumps(obj)：返回把obj對象序列化為JSON字符串。dump(obj,fp)：把obj對象序列化為JSON字符串寫入到文件fp。loads(s)：返回把JSON字符串s反序列化后的對象。load(fp)：返回把從文件fp中讀取JSON字符串反序列化后的對象。>>>importjson>>>data=[{'a':'A','b':(2,4),'c':3.0}]>>>str_json=json.dumps(data)>>>str_json#輸出：'[{"a":"A","c":3.0,"b":[2,4]}]'>>>data1=json.loads(str_json)>>>data1#輸出：[{'a':'A','c':3.0,'b':[2,4]}]JSON文件的寫入和讀取【例6.13】JSON文件的寫入（對象JSON格式系列化）（json_dump.py）importjsonurls={'baidu':'/','sina':'/','tencent':'/','taobao':'/'}withopen(r'c:\pythonb\data.json','w')asf:json.dump(urls,f)【例6.14】JSON文件的讀取（對象JSON格式反系列化）（json_load.py）importjsonwithopen(r'c:\pythonb\data.json','r')asf:urls=json.load(f)print(urls)6.8隨機(jī)文件的讀取和寫入創(chuàng)建或打開隨機(jī)文件使用內(nèi)置函數(shù)open()，指定打開模式'+‘定位使用其實(shí)例方法seek進(jìn)行定位寫入/讀取數(shù)據(jù)使用其實(shí)例方法write/read關(guān)閉文件使用close方法關(guān)閉流，以釋放資源【例6.15】隨機(jī)文件的讀寫示例importosf=open('data.dat','w+b')#創(chuàng)建或打開文件data.datf.seek(0)#定位到開始位置f.write(b'Hello')#寫入字節(jié)數(shù)據(jù)f.write(b'World')#寫入字節(jié)數(shù)據(jù)f.seek(-5,os.SEEK_END)#定位到結(jié)束位置倒數(shù)第5個(gè)位置b=f.read(5)#讀取5個(gè)字節(jié)print(b)#輸出：b'World'6.9os模塊和文件目錄操作使用標(biāo)準(zhǔn)庫中的os模塊，用戶可以實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)的目錄處理創(chuàng)建目錄、刪除目錄：getcwd()（獲取當(dāng)前工作目錄）、chdir()（切換當(dāng)前工作目錄）、mkdir()（創(chuàng)建單級目錄）、makedirs()（創(chuàng)建多級目錄）、listdir()（顯示目錄中的文件/子目錄列表）、rmdir()（刪除目錄）、remove()（刪除文件）和rename()（文件或目錄重命名）等函數(shù)【例6.16】文件目錄操作示例>>>importos>>>os.getcwd()#顯示當(dāng)前目錄'C:\\Users\\jh\\AppData\\Local\\Programs\\Python\\Python312'>>>os.chdir(r"c:\pythonb")#切換當(dāng)前目錄>>>os.listdir(r"c:\pythonb")#列舉當(dāng)前目錄中的內(nèi)容['ch01','ch02','ch03','ch04','ch05','ch06','ch07','ch08','ch09','ch10','ch11','ch12','data.json','data1.txt']>>>os.makedirs(r"c:\pythonb\temp\dir1")#創(chuàng)建多級子目錄。注：mkdir()只能創(chuàng)建一級子目錄>>>os.rename(r"c:\pythonb\temp\dir1",r"c:\pythonb\temp\dir2")#子目錄重命名6.10綜合應(yīng)用：文件數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析6.10.1統(tǒng)計(jì)儲存在文本文件中的學(xué)生成績信息【例6.17】編寫程序（process_txt.py）：讀取data.txt中的數(shù)據(jù)（假設(shè)文件中存儲若干成績，每行一個(gè)成績），統(tǒng)計(jì)分析成績的個(gè)數(shù)、最高分、最低分以及平均分，并把結(jié)果寫入result.txt文件中scores=[]#創(chuàng)建空列表，用于儲存從文本文件中讀取的成績信息txtfilepath='data.txt'withopen(txtfilepath,encoding='utf-8')asf:#打開文件forsinf.readlines():#讀取并遍歷文件行scores.append(int(s))result_filepath='result.txt'withopen(result_filepath,'w',encoding='utf-8')asf:#打開文件f.write("成績個(gè)數(shù)：{}\n".format(len(scores)))f.write("最高分：{}\n".format(max(scores)))f.write("最低分：{}\n".format(min(scores)))f.write("平均分：{}\n".format(sum(scores)/len(scores)))6.10.2統(tǒng)計(jì)儲存在CSV文件中的學(xué)生成績信息【例6.18】編寫程序（read_csv.py）：讀取data.csv中的數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)分析成績的平均值，并打印出結(jié)果。假設(shè)data.csv的內(nèi)容如下importcsvscores=[]#創(chuàng)建空列表，用于儲存從csv文件中讀取的成績信息csvfilepath='data.csv'withopen(csvfilepath,newline='')asf:#打開文件f_csv=csv.reader(f)#創(chuàng)建csv.reader對象headers=next(f_csv)#標(biāo)題forrowinf_csv:#循環(huán)讀取各行（列表）scores.append(row)print("原始記錄:",scores)scoresData=[]forrecinscores:scoresData.append(int(rec[2]))print("成績列表:",scoresData)print("平均成績:",sum(scoresData)/len(scoresData))6.10.3基于字典的通信錄本節(jié)實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡單的基于字典數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的通信錄管理系統(tǒng)。系統(tǒng)采用JSON文件來保存數(shù)據(jù)。通信錄設(shè)計(jì)為字典{name：tel}。程序開始時(shí)從addressbook.json文件中讀取通信錄，然后顯示主菜單，具體包括如下功能。（1）顯示通訊錄清單。如果通信錄字典中存在用戶信息，則顯示通訊錄清單，包括姓名和電話號碼；如果通信錄字典中不存在任何用戶信息，則提示“通訊錄為空”。（2）查詢聯(lián)系人。提示用戶輸入姓名name，在通信錄字典中查詢該鍵，如果存在，輸出聯(lián)系人信息；如果不存在，提示是否新建聯(lián)系人。（3）插入新的聯(lián)系人。提示用戶輸入姓名name，在通信錄字典中查詢該鍵，如果存在，提示是否更新聯(lián)系人信息；如果不存在，提示輸入電話號碼，并插入字典鍵-值對。（4）刪除已有聯(lián)系人。提示用戶輸入姓名name，在通信錄字典中查詢該鍵，如果不存在，輸出“聯(lián)系人不存在”的提示信息；如果存在，從通信錄字典中刪除鍵-值對，并輸出信息。（5）退出。保存通信錄字典到addressbook.json中，退出循環(huán)【例6.19】基于字典的通信錄（addressbook.py）（1）"""簡易通信錄程序"""importos,jsonab={}#通信錄保存在字典中#從JSON文件中讀取通信錄ifos.path.exists("addressbook.json"):withopen(r'addressbook.json','r',encoding='utf-8')asf:ab=json.load(f)whileTrue:print("|---歡迎使用通訊錄程序---|")print("|---1：顯示通訊錄清單---|")print("|---2：查詢聯(lián)系人資料---|")print("|---3：插入新的聯(lián)系人---|")print("|---4：刪除已有聯(lián)系人---|")print("|---0：退出-------------|")choice=input('請選擇功能菜單(0-4):’)ifchoice=='1':if(len(ab)==0):print("通訊錄為空")else:fork,vinab.items():print("姓名={},聯(lián)系電話={}".format(k,v))【例6.19】基于字典的通信錄（addressbook.py）（2）

elifchoice=='2':name=input("請輸入聯(lián)系人姓名：")if(namenotinab):ask=input("