# 2018.05.28
# by pengxw

# Python3 输入和输出
# 在前面几个章节中，我们其实已经接触了 Python 的输入输出的功能。本章节我们将具体介绍 Python 的输入输出。

# 输出格式美化
# Python两种输出值的方式: 表达式语句和 print() 函数。
# 第三种方式是使用文件对象的 write() 方法，标准输出文件可以用 sys.stdout 引用。
# 如果你希望输出的形式更加多样，可以使用 str.format() 函数来格式化输出值。
# 如果你希望将输出的值转成字符串，可以使用 repr() 或 str() 函数来实现。

# str()： 函数返回一个用户易读的表达形式。
# repr()： 产生一个解释器易读的表达形式。
s = 'shawn'
s
# Out[1]: 'shawn'
print(s)
# shawn
repr(s)
# Out[3]: "'shawn'"
str(s)
# Out[4]: 'shawn'

# 这里有两种方式输出一个平方与立方的表:
# 方式一
for x in range(1,11):
        print(repr(x).rjust(2), repr(x**2).rjust(3), end=' ') ## 注意 'end' 的使用
        print(repr(x**3).rjust(4))
       
# 方式二
for x in range(1, 11):
    print('{0:2d} {1:3d} {2:4d}'.format(x, x**2, x**3))
       
# 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

# 注意：在第一个例子中, 每列间的空格由 print() 添加。
# 这个例子展示了字符串对象的 rjust() 方法, 它可以将字符串靠右, 并在左边填充空格。
# 还有类似的方法, 如 ljust() 和 center()。 这些方法并不会写任何东西, 它们仅仅返回新的字符串。
# 另一个方法 zfill(), 它会在数字的左边填充 0，如下所示：
'7'.zfill(3)
# Out[10]: '007'
'-3.14'.zfill(7) # 注意是在数字的左边填充 0
# Out[11]: '-003.14'
'3.14159'.zfill(4)
# Out[12]: '3.14159'

# str.format() 的基本使用如下:
print('{}网址："{}"'.format('版主阿扁V5的空间'
      , 'https://bbs.pinggu.org/home.php?mod=space&uid=3706448'))
# 版主阿扁V5的空间网址："https://bbs.pinggu.org/home.php?mod=space&uid=3706448"

# 括号及其里面的字符 (称作格式化字段) 将会被 format() 中的参数替换。
# 在括号中的数字用于指向传入对象在 format() 中的位置，如下所示：
print('{0} 和 {1}'.format('Shawn', '阿扁'))
print('{1} 和 {0}'.format('Shawn', '阿扁'))
# Shawn 和 阿扁
# 阿扁 和 Shawn

# 如果在 format() 中使用了关键字参数, 那么它们的值会指向使用该名字的参数。
print('{name}网址："{site}"'.format(name = '版主阿扁V5的空间'
      , site = 'https://bbs.pinggu.org/home.php?mod=space&uid=3706448'))
# 版主阿扁V5的空间网址："https://bbs.pinggu.org/home.php?mod=space&uid=3706448"

# 位置及关键字参数可以任意的结合:
print('站点列表 {0}, {1}, 和 {other}。'.format('Google', 'Runoob',other='Taobao'))
# 站点列表 Google, Runoob, 和 Taobao。

# '!a' (使用 ascii()), '!s' (使用 str()) 和 '!r' (使用 repr()) 可以用于在格式化某个值之前对其进行转化:
import math
print('常量PI的值近似为：{}!'.format(math.pi))
print('常量PI的值近似为：{!r}!'.format(math.pi))
print('常量PI的值近似为：{!s}!'.format(math.pi))
print('常量PI的值近似为：{!a}!'.format(math.pi))
# 常量PI的值近似为：3.141592653589793!
# 常量PI的值近似为：3.141592653589793!
# 常量PI的值近似为：3.141592653589793!
# 常量PI的值近似为：3.141592653589793!
# 可选项 ':' 和格式标识符可以跟着字段名。 这就允许对值进行更好的格式化。 下面的例子将 Pi 保留到小数点后三位：
print('常量PI的值近似为：{0:.3f}!'.format(math.pi))
# 常量PI的值近似为：3.142!

# 在 ':' 后传入一个整数, 可以保证该域至少有这么多的宽度。 用于美化表格时很有用。
table = {'shawn':1, 'wangj':2, 'abian':3}
for name, number in table.items():
    print('{0:10} ==> {1:10d}'.format(name, number))
# shawn      ==>          1
# wangj      ==>          2
# abian      ==>          3

# 整数部分宽度有一定限制性，大于5才输出
import math
print('常量PI的值近似为：%1.3f!' %math.pi)
print('常量PI的值近似为：%5.3f!' %math.pi)
print('常量PI的值近似为：%6.3f!' %math.pi)
print('常量PI的值近似为：%7.3f!' %math.pi)
print('常量PI的值近似为：%8.3f!' %math.pi)
print('常量PI的值近似为：%9.3f!' %math.pi)
print('常量PI的值近似为：%10.3f!' %math.pi)
# 常量PI的值近似为：3.142!
# 常量PI的值近似为：3.142!
# 常量PI的值近似为： 3.142!
# 常量PI的值近似为：  3.142!
# 常量PI的值近似为：   3.142!
# 常量PI的值近似为：    3.142!
# 常量PI的值近似为：     3.142!

# 如果你有一个很长的格式化字符串, 而你不想将它们分开, 那么在格式化时通过变量名而非位置会是很好的事情。
# 最简单的就是传入一个字典, 然后使用方括号 '[]' 来访问键值 :
table = {'shawn':1, 'wangj':2, 'abian':3}
print('shawn: {0[shawn]:d}; wangj: {0[wangj]:d}; abian: {0[abian]:d}'.format(table))
# shawn: 1; wangj: 2; abian: 3
print('shawn: {0[wangj]:d}; wangj: {0[wangj]:d}; abian: {0[abian]:d}'.format(table))
# shawn: 2; wangj: 2; abian: 3

# 也可以通过在 table 变量前使用 '**' 来实现相同的功能：   
print('shawn: {shawn:d}; wangj: {wangj:d}; abian: {abian:d}'.format(**table))
# shawn: 1; wangj: 2; abian: 3

# 旧式字符串格式化
# % 操作符也可以实现字符串格式化。 它将左边的参数作为类似 sprintf() 式的格式化字符串
# , 而将右边的代入, 然后返回格式化后的字符串. 例如:
import math
print('常量PI的值近似为：%5.3f!' %math.pi)
# 常量PI的值近似为：3.142!
# 因为 str.format() 比较新的函数， 大多数的 Python 代码仍然使用 % 操作符。
# 但是因为这种旧式的格式化最终会从该语言中移除, 应该更多的使用 str.format().


# 读取键盘输入
# Python提供了 input() 内置函数从标准输入读入一行文本，默认的标准输入是键盘。
# input 可以接收一个Python表达式作为输入，并将运算结果返回。
str1 = input("请输入：");
print("你输入的内容是：", str1);
# 请输入：shawn
# 你输入的内容是： shawn

# 读和写文件
# open() 将会返回一个 file 对象，基本语法格式如下:
# open(filename, mode)
# filename：包含了你要访问的文件名称的字符串值。
# mode：决定了打开文件的模式：只读，写入，追加等。所有可取值见如下的完全列表。这个参数是非强制的，默认文件访问模式为只读(r)。
# 不同模式打开文件的完全列表：
# 模式        描述
# r                以只读方式打开文件。文件的指针将会放在文件的开头。这是默认模式。
# rb        以二进制格式打开一个文件用于只读。文件指针将会放在文件的开头。
# r+        打开一个文件用于读写。文件指针将会放在文件的开头。
# rb+        以二进制格式打开一个文件用于读写。文件指针将会放在文件的开头。
# w                打开一个文件只用于写入。如果该文件已存在则打开文件，并从开头开始编辑，即原有内容会被删除。如果该文件不存在，创建新文件。
# wb        以二进制格式打开一个文件只用于写入。如果该文件已存在则打开文件，并从开头开始编辑，即原有内容会被删除。如果该文件不存在，创建新文件。
# w+        打开一个文件用于读写。如果该文件已存在则打开文件，并从开头开始编辑，即原有内容会被删除。如果该文件不存在，创建新文件。
# wb+        以二进制格式打开一个文件用于读写。如果该文件已存在则打开文件，并从开头开始编辑，即原有内容会被删除。如果该文件不存在，创建新文件。
# a                打开一个文件用于追加。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。也就是说，新的内容将会被写入到已有内容之后。如果该文件不存在，创建新文件进行写入。
# ab        以二进制格式打开一个文件用于追加。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。也就是说，新的内容将会被写入到已有内容之后。如果该文件不存在，创建新文件进行写入。
# a+        打开一个文件用于读写。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。文件打开时会是追加模式。如果该文件不存在，创建新文件用于读写。
# ab+        以二进制格式打开一个文件用于追加。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。如果该文件不存在，创建新文件用于读写。

# 模式                r        r+        w        w+        a        a+
# 读                        +        +                +                +
# 写                                +        +        +        +        +
# 创建                                +        +        +        +
# 覆盖                                +        +               
# 指针在开始        +        +        +        +               
# 指针在结尾                                        +        +

# 以下实例将字符串写入到文件 opentest1.txt 中：
# 打开一个文件,不存在则新建
f = open("E:\pxw\python学习笔记\opentest1.txt", "w")
f.write("Python 是一个非常好的语言。\n是的，的确很好！！！\n")
#关闭打开的文件
f.close()
# Python 是一个非常好的语言。
# 是的，的确很好！！！

# 打开一个文件,并追加内容,不存在则新建
f = open("E:\pxw\python学习笔记\opentest1.txt", "a")
#向文件追加内容
f.write("从事AI、机器学习应该掌握Python！！！\n")
#关闭打开的文件
f.close()
# Python 是一个非常好的语言。
# 是的，的确很好！！！
# 从事AI、机器学习应该掌握Python！！！

# 第一个参数为要打开的文件名。
# 第二个参数描述文件如何使用的字符。 mode 可以是 'r' 如果文件只读, 'w' 只用于写 (如果存在同名文件则将被删除)
# , 和 'a' 用于追加文件内容; 所写的任何数据都会被自动增加到末尾. 'r+' 同时用于读写。 mode 参数是可选的; 'r' 将是默认值。


# 文件对象的方法
# 本节中剩下的例子假设已经创建了一个称为 f 的文件对象。
# f.read()
# 为了读取一个文件的内容，调用 f.read(size), 这将读取一定数目的数据, 然后作为字符串或字节对象返回。
# size 是一个可选的数字类型的参数。 当 size 被忽略了或者为负, 那么该文件的所有内容都将被读取并且返回。
# 以下实例假定文件 foo.txt 已存在（上面实例中已创建）：
f = open("E:\pxw\python学习笔记\opentest1.txt", "r")
str1 = f.read()
print(str1)
f.close()
# Python 是一个非常好的语言。
# 是的，的确很好！！！
# 从事AI、机器学习应该掌握Python！！！

# f.readline()
# f.readline() 会从文件中读取单独的一行。换行符为 '\n'。f.readline() 如果返回一个空字符串, 说明已经已经读取到最后一行。
# 下次再读就是指针指向下一行
f = open("E:\pxw\python学习笔记\opentest1.txt", "r")
str1 = f.readline()
print(str1)
f.close()
# Python 是一个非常好的语言。

# f.readlines()
# f.readlines() 将返回该文件中包含的所有行。
# 如果设置可选参数 sizehint, 则读取指定长度的字节, 并且将这些字节按行分割。
f = open("E:\pxw\python学习笔记\opentest1.txt", "r")
str1 = f.readlines()
print(str1)
f.close()
# ['Python 是一个非常好的语言。\n', '是的，的确很好！！！\n', '从事AI、机器学习应该掌握Python！！！\n']

# 另一种方式是迭代一个文件对象然后读取每行
# 这个方法很简单, 但是并没有提供一个很好的控制。 因为两者的处理机制不同, 最好不要混用。
f = open("E:\pxw\python学习笔记\opentest1.txt", "r")
for line in f:
    print(line, end='')
f.close()
# Python 是一个非常好的语言。
# 是的，的确很好！！！
# 从事AI、机器学习应该掌握Python！！！

# f.write()
# f.write(string) 将 string 写入到文件中, 然后返回写入的字符数。
f = open("E:\pxw\python学习笔记\opentest1.txt", "w")
f.write("Python 是一个非常好的语言。\n是的，的确很好！！！\n")
f.close()
# Out[26]: 29

# 如果要写入一些不是字符串的东西, 那么将需要先进行转换:
f = open("E:\pxw\python学习笔记\opentest1.txt", "w")
value = ('www.baidu.com', 14)
s = str(value)
f.write(s)
f.close()

# f.tell()
# f.tell() 返回文件对象当前所处的位置, 它是从文件开头开始算起的字节数。
# f.seek()
# 如果要改变文件当前的位置, 可以使用 f.seek(offset, from_what) 函数。
# from_what 的值, 如果是 0 表示开头, 如果是 1 表示当前位置, 2 表示文件的结尾，例如：

# seek(x,0) ： 从起始位置即文件首行首字符开始移动 x 个字符
# seek(x,1) ： 表示从当前位置往后移动x个字符
# seek(-x,2)：表示从文件的结尾往前移动x个字符
# from_what 值为默认为0，即文件开头。下面给出一个完整的例子：
f = open("E:\pxw\python学习笔记\opentest1.txt", "rb+")
f.write(b'shawn123')
# Out[50]: 8
f.seek(5) # 默认是文件开头，移动5个字符
f.read(1)
# Out[51]: b'1'
f.seek(-4,2) # 文件结尾向前4个字符
f.read(1)
# Out[54]: b'n'

# f.close()
# 在文本文件中 (那些打开文件的模式下没有 b 的), 只会相对于文件起始位置进行定位。
# 当你处理完一个文件后, 调用 f.close() 来关闭文件并释放系统的资源，如果尝试再调用该文件，则会抛出异常。

# 当处理一个文件对象时, 使用 with 关键字是非常好的方式。在结束后, 它会帮你正确的关闭文件。
# 而且写起来也比 try - finally 语句块要简短:
with open("E:\pxw\python学习笔记\opentest1.txt", "r") as f:
    read_data = f.read()
f.closed # 验证是否关闭文件
# Out[66]: True
# 文件对象还有其他方法, 如 isatty() 和 trucate(), 但这些通常比较少用。