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• database i/o

standard i/o

파이썬에서 표준 입출력은 기본적으로 키보드 입력(sys.stdin), 콘솔 출력(sys.stdout), 에러 메시지 출력(sys.stderr)으로 구성된다

이를 활용하여 입력 데이터를 처리하고 출력을 조작하거나 리다이렉션하는 작업을 수행할 수 있다

리다이렉션: 특정 명령 실행 결과의 출력을 다른 명령의 입력으로 전달하는 기법

입출력 스트림 번호

• 표준 입력(stdin): 0
• 표준 출력(stdout): 1
• 표준 에러(stderr): 2

stdin 1. input()

input() 함수는 표준 입력(키보드) 스트림인 경우 사용자의 입력을 기다리다가 엔터를 누르면 실행되며, 전달받은 입력값을 문자열(str)로 반환한다 (스트림이 파일로 변경되면 한 줄을 읽음)

name = input('enter your name: ')

print(f'hello, {name}') # hello hansanhha

반환값이 항상 문자열 형태이므로 숫자를 사용하려면 형변환이 필요하다

age = int(input('enter your age: '))
height = float(input('enter your height: '))

print(f'age: {age}, height: {height}')

여러 개의 값을 입력하려면 split 함수를 사용하여 구분할 수 있고, 각 값을 map을 통해 형변환할 수 있다

# split(','): 콤마를 기준으로 분리
# map(int, ...): 문자열을 정수로 변환
a, b, c = map(int, input('enter three numbers: ').split(','))

print(a)  # 1
print(b)  # 2
print(c)  # 3

or 연산자를 사용하여 기본값 처리를 할 수도 있다

name = input('enter your name: ') or 'guest'
print(f'hello, {name}') # hello guest

stdin 2. sys.stdin()

sys.stdin을 사용하면 대량 입력이나 리다이렉션된 입력(<)을 처리할 수 있다

아래의 예제는 sys.stdin.read() 메서드를 사용하여 간단한 텍스트 파일을 파이썬 스크립트에 리다이렉션하고 입력된 데이터를 출력한다 github 코드

stdin.py

import sys

data = sys.stdin.read()
print('read from stdin: ', data)

stdin_input.txt

hello, python!
hansanhha's python example script

$ python stdin_example.py < stdin_input.txt

hello, python!
hansanhha's python example script

sys.stdin.readlines() 메서드는 여러 줄을 입력받아, 그 내용들을 리스트로 반환한다

import sys

lines = sys.stdin.readlines()

for line in lines:
    print(line.strip())

sys.stdin과 반복문을 활용하여 한 줄씩 읽을 수 있다

import sys

for line in sys.stdin:
    print(line.strip())

stdout 1. print()

print() 함수는 표준 출력(sys.stdout)을 사용하여 데이터를 출력한다

# 단일 값 출력 
print('hello python') # hello python


# 다중 값 출력 (각 값을 콤마로 구분한다)
print('hello python', 1.4, True) # hello python 1.4 True (여러 개의 값을 공백 구분자로 출력)

# 출력 구분자 변경
print('hello python', 1.4, True, sep=', ') # hello python, 1.4, True

# 출력 끝 문자 변경 (기본값: 개행 \n)
print('hello', end=' ')
print('python')  # hello python

변수의 값을 문자 출력에 포함하고 싶은 경우 다음과 같이 포매팅을 하면 된다

name = 'python'
message = 'hello'

# f-string
print(f'{message} {name}')

# format()
print('{} {}'.format(message, age))

출력 정렬 :< :>

print(f"{'hello'} {'python':>10}")
# hello     python

print(f"{'hello':<10} {'python':>10}")
# hello          python

stdout 2. sys.stdout.write()

표준 출력을 사용하면 아래와 같이 파일로 출력을 리다이렉션할 수 있다

import sys

with open('stdout_output.txt', 'w') as file:
    sys.stdout = file # 표준 출력을 파일로 변경
    print('hello python')
    print('standard output is redirected')

stderr

표준 에러(sys.stderr)는 에러 메시지를 출력하는 용도로 사용되며 일반적인 출력(sys.stdout)과 분리된 출력 스트림이다

또한 표준 출력과 달리 에러 메시지를 리다이렉션하더라도 콘솔에도 그대로 출력된다

import sys

sys.stderr.write('error occured')

다음과 같이 표준 출력과 표준 에러를 각각의 파일에 리다이렉션할 수 있다

import sys

def divide(a, b):
    if (b == 0):
        sys.stderr.write('error: division by zero\n')
        return None
    return a / b

print(divide(10, 0))

python divide.py > divide_output.log 2> divide_error.log

i/o stream redirection

입출력 스트림을 다른 대상으로 변경할 수 있다

표준 출력을 파일로 변경

import sys

with open('output.txt', 'w') as file:
    sys.stdout = file # 표준 출력을 파일로 변경
    print('this output will be written to output.txt')

입력을 파일에서 읽기

import sys

with open('input.txt', 'r') as file:
    sys.stdin = file  # 키보드 -> input.txt 입력 스트림 변경
    data = input()   # input.txt의 첫 줄 읽기
    print(f'read from file: {data}')

출력과 에러를 하나의 파일로 저장

python temp_script.py > all.log 2>&1

file i/o

파이썬에서 파일 입출력은 텍스트 파일과 바이너리 파일을 다룰 수 있으며 open() 함수를 이용하여 이 작업들을 수행한다

open()

파일을 열기 위해 open() 함수를 사용하며 파일 경로와 모드(읽기/쓰기)를 지정한다

file = open('파일 이름', '모드', encoding='utf-8')

모드

• ‘r’: 텍스트 읽기(기본값), 파일없으면 오류 발생
• ‘w’: 텍스트 쓰기(덮어쓰기), 파일없으면 새로 생성
• ‘a’: 텍스트 추가(추가쓰기), 파일없으면 새로 생성
• ‘x’: 새 파일 생성, 파일이 존재하면 오류 발생
• ‘rb’: 바이너리 읽기, 파일없으면 오류 발생
• ‘wb’: 바이너리 쓰기(덮어쓰기), 파일없으면 새로 생성
• ‘ab’: 바이너리 추가(추가쓰기), 파일 없으면 새로 생성

파일을 열고 닫지 않으면 리소스 누수가 발생할 수 있다

수동으로 닫으려면 다음과 같이 파일을 열고 나서 close() 함수를 명시적으로 호출한다

# 읽기 모드로 파일 열기
file = open('example.txt', 'r')

# 파일 닫기
file.close()

with 구문을 사용하면 with 블록을 벗어난 시점에 파일을 자동으로 닫힌다

with open('example.txt', 'r') as file:
    content = file.read()

write(), writelines()

파일에 문자열 데이터를 저장할 때는 ‘w’ 또는 ‘a’ 모드를 사용한다

write() 함수는 문자열 데이터를 쓸 때 사용한다

with open('test.txt', 'w') as file:
    file.write('hello python\n')
    file.write('goodmorning')

writelines() 함수는 list[str]를 한 번에 파일에 쓰며, 각 요소에 개행 문자가 포함되면 줄바꿈을 적용한다

lines = ['line 1\n', 'line 2\n', 'line 3\n']

with open('test.txt', 'w') as file:
    file.writelines(lines)

read(), readline(), readlines()

텍스트 파일을 읽을 때는 ‘r’ 모드를 사용한다

read() 함수는 파일 전체를 읽어들인다

대용량 문자열 파일인 경우 메모리 사용량이 많아지므로 readline()이나 readlines() 사용을 권장한다

예시 파일 (test.txt) 내용

hellllllllllllo
pythonnnnnnnnnn
hansanhhhhhhhha
goooooodmorning

with open('test.txt', 'r') as file:
    content = file.read() 
    print(content) # 파일에 작성된 내용 그대로 출력한다 (개행 문자 포함)

# 출력 결과
# hellllllllllllo
# pythonnnnnnnnnn
# hansanhhhhhhhha
# goooooodmorning

readline() 함수는 파일을 한 줄씩 읽는다

with open('test.txt', 'r') as file:
    line = file.readline()

    while line:
        print(line.strip())
        line = file.readline()

# 출력 결과
# hellllllllllllo
# pythonnnnnnnnnn
# hansanhhhhhhhha
# goooooodmorning

readlines() 함수는 전체 줄을 리스트로 읽는다

with open('test.txt', 'r') as file:
    lines = file.readlines()
    print(lines)

# 출력 결과
# ['hellllllllllllo\n', 'pythonnnnnnnnnn\n', 'hansanhhhhhhhha\n', 'goooooodmorning']

다음과 같이 반복문을 이용해서 파일의 한 줄씩 읽을 수도 있다

tell(), seek()

파일을 읽거나 쓸 때에 현재 파일의 어느 위치를 읽고 있는지 가리키는 파일 포인터(커서)가 존재한다

이 커서의 위치를 확인하거나 이동하여 파일 작업을 유연하게 처리할 수 있다

tell() 함수는 현재 파일 포인터의 위치를 확인한다

with open('test.txt' 'r') as file:
    print(file.tell()) # 현재 위치 (0부터 시작)
    file.read(5)       # 5바이트 읽기
    print(file.tell()) # 변경된 위치(5)

seek() 함수는 파일의 포인터를 이동시킨다

seek(0, 0): 파일 처음으로 이동

seek(n, 0): n번째 바이트로 이동

seek(0, 2): 파일 끝으로 이동

with open('test.txt', 'r') as file:
    file.seek(10)       # 10번째 바이트로 이동
    print(file.read(5)) # 10 위치에서 5바이트 읽기

binary file i/o

텍스트 파일과 마찬가지로 read(), write() 등의 함수를 사용하지만 open() 함수에서 용도에 따라 ‘rb’, ‘wb’ ‘ra’ 모드를 지정하여 바이너리 파일을 다룰 수 있다

이미지 복사

with open('original.jpeg', 'rb') as source, open('copy.jpeg', 'wb') as target:
    target.write(source.read())

file error handling

‘r’, ‘rb’ 모드에서 파일이 존재하지 않거나 권한 문제 등으로 인해 오류가 발생할 수 있다

try:
    with open('test.txt', 'r') as file:
        content = file.read()
except FileNotFoundError:
    print('파일을 찾을 수 없다')
except PermissionError:
    pirnt('파일 접근 권한이 없다')

network i/o

database i/o