4、Python之数据输出:你真的会用print函数吗

南宫理的日志录 2024-09-13 08:06:55
引言

在前一篇关于Python文章的结尾,简单提到了关于print()函数的用法。似乎有不少新手、甚至已经用Python好长时间的老手,都对print()函数有一个刻板的印象,觉得print()函数就是用于把需要的内容在显示器上输出显示而已,然后就不再深究了。当然,输出到显示器上进行显示,当然,是print()最核心、最常用的功能,但是,还有些不一样的用法,我们有必要了解一下,以便将这个后续会高频使用的函数,用得更加得心应手。

回到最初print()的定义

在Python的builtins.py中,可以看到print()函数的定义:

说明:在builtin.py中看到的print()函数的第一个参数是self,似乎有点奇怪,这里我暂时隐去了。

print()函数的作用

从print()函数的定义描述中,可以看到,print()函数的真正要实现的作用是将内容输出到一个流中,如果不指定流,则默认情况下,是输出到标准输出流,即sys.stdout,也可以粗略地理解为等价于显示器。所以,print()更本质的作用是把内容输出到一个叫“流”的东西中,只是很多时候,我们只用了它的默认使用场景而已。

print()函数的参数第一个参数:*args

函数定义中第一个参数*args,这个参数表示要输出的内容,由于是个可变参数,所以输出的内容可以是多个,虽然我们大部分时候,可能只输出了一个:

第二个参数:sep

第二个参数sep是一个带默认值的参数,在函数定义中,带有默认值的参数,必须放到函数定义形参列表中的最后(不理解的小伙伴,自己再品一下,如果不这样规定,怎么传参?),由此可知,print()函数从第二个参数开始,都是带默认值的参数,所以,很多时候我们在调用print()函数时,都只传递了第一个参数,只使用了默认场景。sep参数只有在要输出的内容是多个时,才会发生作用,用于把多个内容分别转换为字符串之后,拼接为一个完整的字符串。默认值为一个空格。

第三个参数:end

第三个参数end,默认值为'\n',拼接在输出内容的最后,默认为'\n',所以,在默认情况下,我们每调用一次,都会自动换行。

第四个参数:file

第四个参数file,默认值为None,此时,要输出的内容会被输出到sys.out。当file不为None时,则默认的行为将被覆盖,内容会被输出到file参数指定的文件流中。这也是在前一篇文章中,我们可以直接通过print()函数,直接把测试数据保存到文件中的原因。

输出文件print_out.csv中的内容:

hello,Python,worldhello,Python,world

第五个参数:flush

这个参数也有点奇怪,在定义文档的描述中,有体现,但是在函数的参数列表中,却没有给出……flush参数,用于决定是否将要输出的内容,flush写到流中。不了解操作系统的IO的小伙伴,可能会有点疑惑,“我本来就是要把内容写到流中啊,你还问我要不要干嘛”。这是因为,很多时候IO操作,都是成本比较高的操作,相比较读写内存来说。所以,很多时候,要写到流中的内容,不会立即写入,而是先写到内存中的输出缓冲区,当缓冲区中内容积累到一定的大小或者达到一定的时间延迟,再真正批量写到流中,从而提高吞吐。需要注意的是:该参数似乎没有生效。关于该参数的作用,可以在后续中涉及到读写文件的操作中,再行展开描述。

字符串格式化

Python的print()函数,是把所有的内容转换为字符串,然后写入到指定的流中。通过前面函数相关参数的介绍,我们能初步控制内容的简单拼接方式、内容的结束符。要想实现更加灵活的格式化,就需要涉及到字符串格式化的内容了。Python中提供了,很多种进行字符串格式化的方法,下面就几种比较常用的方法,做一下简单的介绍。需要说明的是,如同关于Python系列文章之初,所提到的学习编程的宗旨,我们不是为了考试,而是为了实用,够用就足够了,不要强行记忆,不必如孔乙己一样,把“茴”的各种写法,都一一记下来。笔者在日常使用中,其实也更多地使用其中第一种用法,根据个人偏好,自行选择即可。

f-string

Python自3.6开始,支持f-string语法,在一个字符串前面添加f,则后续字符串内容中,{}中的内容会被当做变量标识符进行内容替换:

输出内容:

学生信息:    姓名:张三    年龄:18    性别:女

format()方法

Python中的字符串本身是一个类,我们定义的每个字符串,都是该类的一个对象,该类提供了format()方法,用于按顺序将字符串中的{}替换为format函数传入的参数:

通过比较f-string和format()方法的使用,可以简单理解f-string是Python为我们提供的一个语法糖,用于简化format()方法的使用,直接将要替换的内容放到{}中,从而降低传参次序颠倒导致的错误格式化问题。

%操作

这种方法,类似于其他编程语言中的printf()函数的使用,说实话,笔者自己实际使用中用的比较少,不太便捷,简单举一个例子:

其中,%s、%d等被称为格式控制符,%s表示要输出的为字符串,%d表示要输出的是整数。还有很多种别的输出控制符,控制位数等,感兴趣的、有实际使用场景的可以借助ChatGPT或者其他工具,自行进行研究。再多说一句,f-string也是可以支持灵活定义输出格式的,比如,按照指定的小数位数进行输出:

其中,age字段在f-string中,添加了格式控制:{age : .2f}输出内容:

学生信息:    姓名:张三    年龄: 18.00    性别:女

关于字符串的格式化就简单介绍这么多,感兴趣的自行研究。

关于"流"

在编程语言中,一般都会有关于流的定义,因为数据的输入输出,一般可以理解为是流动的形式,所以一般被用于标识IO操作,所以也被成为IO流或者输入输出流。比如,我们要向一个文件中写入数据,可以理解为向一个文件输出流中写数据;再比如,像一个网络接口发送数据,则可以理解为向一个网络输出流中写数据。在所有流中,最常见的有三种流,这三种流被叫做标准IO流,分别是:

标准输入流

标准输出流

标准错误输出流

在Python中,通过sys内建模块,可以找到这三个标准IO流,分别是:

sys.stdin

sys.stdout

sys.stderr

回顾上面提到的关于Python的更本质的用法,“把内容输出到指定的流中”。如果我们能找到对应的流,是否可以不通过print()函数,自行向流中写入内容呢,当然是可以的。对应的输出流,一般提供写的方法:write()/writelines();对应的输入流,一般提供读的方法:read()/readline()/readlines()下面,我们试着直接操作标准IO流,来进行数据的输入输出:

在笔者的Mac终端中,sys.stderr的输出,会被处理为红色显示。执行到sys.stdin.readline()那一行时,可以在终端中输入内容,这些内容会被保存到变量a中。代码运行的结果:

这篇文章的内容就到这里了,感谢您的拨冗阅读,希望对您有所帮助。

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