Как сделать свой формат файла python
Python – отличный инструмент для обработки данных. Вполне вероятно, что программа, которую вы пишете, будет управлять данными или выполнять операции чтения и записи. Потому особенно полезно знать, как Python обрабатывает различные форматы файлов, в которых хранятся разные типы данных.
Для примера представим программу Python, которая проверяет список пользователей для контроля доступа. Список пользователей, вероятно, будет храниться в текстовом файле. Ещё один пример: программа для выполнения финансового анализа получает вводные данные из сохраненной таблицы. Как видите, вне зависимости от приложения, входные и выходные данные задействованы практически всегда.
В данном руководстве речь идёт о типах форматов, которые поддерживает Python 3. Также руководство научит вас обрабатывать текстовые файлы.
Требования
Для выполнения руководства вам понадобится предварительно настроенная среда Python 3. Все необходимые инструкции вы найдёте в следующих статьях:
Форматы файлов в Python 3
Python очень гибкий и может относительно легко обрабатывать множество различных форматов файлов. Вот основные форматы:
Формат | Описание |
txt | Обычный текстовый файл, который хранит данные в виде символов (или строк) и исключает структурированные метаданные. |
CSV | Файл, который хранит данные в виде таблицы; для структурирования хранимых данных используются запятые (или другие разделители). |
HTML | Файл Hypertext Markup Language хранит структурированные данные; такие файлы используются большинством сайтов. |
JSON | Простой файл JavaScript Object Notation, один из наиболее часто используемых форматов для хранения и передачи данных. |
Данное руководство рассматривает только формат txt.
1: Создание текстового файла
Сначала нужно создать тестовый файл для работы. Откройте текстовый редактор и создайте файл days.txt. Добавьте в новый файл список дней недели:
Monday
Tuesday
Wednesday
Thursday
Friday
Saturday
Sunday
Сохраните файл и запомните его местонахождение (это нужно для дальнейшей работы). В данном случае файл будет храниться в каталоге /users/8host/days.txt.
2: Открытие файла
Создайте сценарий files.py в текстовом редакторе и для простоты сохраните его в тот же каталог (/users/8host/).
Чтобы открыть файл в Python, нужно связать файл на диске с переменной Python. Сначала сообщите Python, где находится нужный файл. Чтобы открыть какой-либо файл, Python должен знать путь к этому файлу. Путь к файлу days.txt выглядит так: /users/8host/days.txt.
В файле files.py создайте переменную path и укажите в ней путь к файлу days.txt.
Теперь можно использовать функцию open(), чтобы открыть файл days.txt. В качестве первого аргумента функция open() требует путь к файлу, который нужно открыть. Эта функция имеет много других параметров. Одним из основных параметров является режим; это опциональная строка, которая позволяет выбрать режим открытия файла:
- ‘r’: открыть файл для чтения (опция по умолчанию).
- ‘w’: открыть файл для записи.
- ‘x’: создать новый файл и открыть его для записи.
- ‘a’: вставить в файл.
- ‘r+’: открыть файл для чтения и записи.
Попробуйте открыть файл для чтения. Для этого создайте переменную days_file и задайте в ней опцию open() и режим ‘r’, чтобы открыть файл days.txt только для чтения.
3: Чтение файла
Теперь вы можете работать с файлом. В зависимости от режима, в котором открыт файл, вы можете выполнить в нём те или иные действия. Для чтения информации Python предлагает три взаимосвязанные операции.
Первая операция – .read(). Она возвращает все содержимое файла в виде одной строки.
Вторая операция – .readline(), которая возвращает содержимое файла построчно.
Прочитав первую строку файла, операция readline при следующем запуске выведет вторую строку.
Третья операция – .readlines(), она возвращает список строк, где строки представлены в виде отдельных элементов.
days_file.readlines()
['Monday\n', 'Tuesday\n', 'Wednesday\n', 'Thursday\n', 'Friday\n', 'Saturday\n', 'Sunday\n']
Читая файлы в Python, важно помнить следующее: если файл был прочитан с помощью одной из операций чтения, его нельзя прочитать снова. К примеру, если вы запустили days_file.read(), а затем days_file.readlines(), вторая операция вернёт пустую строку. Потому нужно открывать новую переменную файла всякий раз, когда вы хотите прочитать данные из файла.
4: Запись в файл
Теперь попробуйте создать новый файл, который будет включать заголовок Days of the Week. Сначала создайте переменную title в файле files.py.
title = 'Days of the Week\n'
Сохраните дни недели в строковой переменной days. Ниже показан код из всех вышеупомянутых разделов (чтобы было понятнее); файл открывается в режиме чтения, выходные данные операции чтения сохраняются в новой переменной days.
path = '/users/8host/days.txt'
days_file = open(path,'r')
days = days_file.read()
В файле есть переменные для заголовка и содержимого файла days. Теперь можно записать данные в новый файл. Сначала укажите местонахождение файла (/users/8host/), затем – название нового файла (например, new_days.txt). Путь к новому файлу можно указать в переменной new_path. Чтобы открыть новый файл для записи, используйте функцию open() с параметром ‘w’.
new_path = '/users/8host/new_days.txt'
new_days = open(new_path,'w')
Примечание: Если файл с таким именем (new_days.txt) уже существует, при открытии в режиме ‘w’ его содержимое пострадает.
Функция откроет файл, после чего вы можете записать в него данные с помощью операции .write(). Операции записи необходим всего один параметр – строка, которую нужно записать в файл. Чтобы начать новую строку в файле, нужно явно использовать символ новой строки. Запишите в файл files.py заголовок и добавьте пару операторов print.
new_days.write(title)
print(title)
new_days.write(days)
print(days)
После этого нужно закрыть файл.
5: Закрытие файла
Операция закрытия файла прерывает соединение между файлом на диске и переменной. Закрытые файлы могут использоваться другими программами, кроме того, это обеспечивает безопасность данных. закрыть файл можно с помощью функции .close(). Добавьте в файл files.py:
6: Проверка кода
Прежде чем запустить сценарий files.py, убедитесь, что его содержимое выглядит так:
path = '/users/8host/days.txt'
days_file = open(path,'r')
days = days_file.read()
new_path = '/users/8host/new_days.txt'
new_days = open(new_path,'w')
title = 'Days of the Week\n'
new_days.write(title)
print(title)
new_days.write(days)
print(days)
days_file.close()
new_days.close()
Сохраните код, откройте терминал и запустите сценарий Python:
В терминале появится вывод:
Days of the Week
Monday
Tuesday
Wednesday
Thursday
Friday
Saturday
Sunday
Теперь попробуйте открыть файл new_days.txt. Если всё работает должным образом, файл будет выглядеть так:
Days of the Week
Monday
Tuesday
Wednesday
Thursday
Friday
Saturday
Sunday
Заключение
Теперь вы умеете обрабатывать и управлять простыми текстовыми файлами в Python 3: открывать и читать файлы, записывать в них новые данные и закрывать их.
Для разработки расширений можно использовать язык программирования Python. По сравнению с классическими расширениями, написанными на C++, их легче разрабатывать, понимать, поддерживать и распространять в силу динамической природы самого Python.
Расширения на Python перечисляются в Менеджере модулей QGIS наравне с расширениями на C++. Поиск расширений выполняется в следующих каталогах:
В Windows домашний каталог (обозначенный выше как
) обычно выглядит как C:\Documents and Settings\(user) . Вложенные каталоги в этих папках рассматриваются как пакеты Python, которые можно загружать в QGIS как расширения.
Идея: Прежде всего нужна идея для нового расширения QGIS. Зачем это нужно? Какую задачу необходимо решить? Может, есть готовое расширения для решения этой задачи?
Создание файлов: Подробнее этот шаг описан ниже. Точка входа ( __init.py__ ). Тело расширения ( plugin.py ). Форма QT-Designer ( form.ui ), со своим resources.qrc .
Реализация: Пишем код в plugin.py
Тестирование: Закройте и снова откройте QGIS, загрузите своё расширение. Проверьте, что всё работает как надо.
Разработка расширения¶
Создание необходимых файлов¶
Ниже показано содержимое каталога нашего демонстрационного расширения:
Для чего используются файлы:
__init__.py = Точка входа расширения. Содержит общую информацию, версию расширения, его название и основной класс.
plugin.py = Основной код расширения. Содержит информацию обо всех действиях, доступных в расширении, а также основной код.
resources.qrc = XML-документ, созданный QT-Designer. Здесь хранятся относительные пути к ресурсам форм.
resources.py = Понятная Python версия вышеописанного файла.
form.ui = Интерфейс пользователя (GUI), созданный в QT-Designer.
form.py = Конвертированная в код Python версия вышеописанного файла.
metadata.txt = требуется в QGIS >= 1.8.0. Содержит общую информацию, версию расширения, его название и другие метаданые, используемые новым репозиторием расширений. Метаданным в metadata.txt отдается предпочтение перед методами из файла __init__.py . Если текстовый файл присутствует, именно он будет использоваться для получения этой информации. Начиная с QGIS 2.0 метаданные из __init__.py больше не будут использоваться и файл metadata.txt станет обязательным.
Здесь и вот здесь можно найти два способа автоматической генерации базовых файлов (скелета) типового Python расширения для QGIS. Кроме того, существует модуль Plugin Builder , который создает шаблон модуля прямо из QGIS и не требует соединения с Интернет. Это упростит работу и поможет быстрее начать разработку типового расширения.
Написание кода¶
__init__.py¶
Прежде всего, Менеджер модулей должен получить основные сведения о расширении, такие как его название, описание и т.д. Файл __init__.py именно то место, где должна быть эта информация:
metadata.txt¶
plugin.py¶
Если используется QGIS 1.9.90 или старше и необходимо разместить модуль в одном из новых меню ( Растр , Вектор , База данных или Web ), нужно модифицировать код функций initGui() и unload() . Так как эти новые пункты меню доступны только в QGIS 1.9.90, прежде всего необходимо проверить, что используемая версия QGIS имеет все необходимые функции. Если новые пункты меню доступны, мы можем разместить модуль в нужном месте, в противном случае будем использовать меню Модули как и раньше. Вот пример для меню Растр :
Полный список методов, которые можно использовать для размещения модуля в новых меню и на новых панелях инструментов доступен в описании API.
В расширении обязательно должны присутствовать функции initGui() и unload() . Эти функции вызываются когда расширение загружается и выгружается.
Файл ресурсов¶
Как видно в примере выше, в initGui() мы использовали иконку из файла ресурсов (в нашем случае он называется resources.qrc ):
Хорошим тоном считается использование префикса, это позволит избежать конфликтов с другими расширениями или с частями QGIS. Если префикс не задан, можно получить не те ресурсы, которые нужны. Теперь сгенерируем файл ресурсов на Python. Это делается командой pyrcc4:
При работе над реальным расширением удобно вести разработку в другом (рабочем) каталоге и создать makefile, который будет генерировать файлы интерфейса и ресурсов, а также выполнять копирование расширения в каталог QGIS.
Документация¶
Этот способ создания документации требует наличия Qgis версии 1.5.
Документацию к расширению можно готовить в виде файлов HTML. Модуль qgis.utils предоставляет функцию showPluginHelp() , которая откроет файл справки в браузере, точно так же как другие файлы справки QGIS.
Кроме того, функция showPluginHelp() может принимать параметр packageName, идентифицирующий расширение, справку которого нужно отобразить; filename, который используется для переопределения имени файла с документацией; и section, для передачи имени якоря (закладки) в документе, на который браузер должен перейти.
Как создать расширение файла в Python?
Как создать собственное расширение файла?
Чтобы создать собственное расширение файла, все, что вам нужно сделать, это поместить желаемое расширение после последней точки в имени файла. Файл будет создан в текущем рабочем каталоге и будет иметь расширение txt, потому что это значение после последней точки в имени файла.
Какое расширение файла у скрипта Python?
Как сохранить расширение файла в Python?
Как правильно создать функцию на Python?
Четыре шага к определению функции в Python следующие:
Как узнать, есть ли у файла расширение в Python?
Используйте os. дорожка. splitext (), чтобы проверить тип файла, если в пути есть расширение. Позвоните в os.
Как сделать расширения файлов в Windows 10?
Что такое пользовательские файлы?
В этой статье описывается простой подход к созданию настраиваемого типа файла. В приведенном примере настраиваемый тип файла создается вокруг сериализуемого класса, который используется в качестве контейнера данных, содержащего все элементы, необходимые для поддержки приложения, предназначенного для взаимодействия с определенным типом файла.
Как создать новый файл на Java?
Мы можем создать файл любого типа, изменив только расширение файла.
- import java.io.File;
- import java.io.IOException;
- открытый класс CreateFileExample1.
- public static void main (String [] args)
- Файл file = новый файл ("C: demo music.txt"); // инициализируем объект File и передаем путь в качестве аргумента.
- логический результат;
Можете ли вы запустить сценарий Python без Python?
В чем разница между и == в Python?
Что не является расширением файла Python?
Как запустить и сохранить программу на Python?
Изменить расширение файлов в папке в Python
Я хотел бы изменить расширение файлов в определенной папке. я читал об этом на форуме. используя идеи, я написал следующий код, и я ожидаю, что он будет работать, но это не так. Я буду благодарен за любое руководство, чтобы найти свою ошибку.
на open в исходном файле нет необходимости, так как os.rename нужны только пути источника и назначения, чтобы выполнить работу. Более того, os.rename всегда возвращает None , поэтому нет смысла звонить open по возвращаемому значению.
Я просто удалил два open . Проверьте, работает ли это для вас.
вам не нужно открывать файлы, переименовать их, os.rename нужно только их пути. Также рассмотрите возможность использования Глоб модуль:
что-то вроде этого переименует все файлы в исполняемом каталоге, которые заканчиваются.txt to .текст
Всем привет, я не знаю, есть ли у кого-то такое же замешательство, как у меня (потому что, возможно, сама моя компьютерная основа хуже, чем у других). Первая проблема, с которой я столкнулся при использовании книги для изучения файлового модуля в python самостоятельно: где созданный txt-файл и как его импортировать в Python. Конечно, открытие — это вопрос функции open (). Возможно, в глазах многих это могут быть простые вопросы, которые воспринимаются как должное, но я все же надеюсь, что это может быть так же волшебно, как и я. Это сбитый с толку человек.
1. создание txt файла (аналогично созданию обычного txt файла)
три метода:
Первый — самый простой и быстрый способ: создавать прямо в Блокноте, текстовый формат — формат .txt.
Второй способ — преобразовать документ word или wps в соответствующий формат обычного текста или .txt.
В wps:
Окончательная форма существования файла, сформированного двумя указанными выше методами, одинакова:
3: вы также можете создать новый на рабочем столе.
2. Куда поставить (как скопировать путь)
Поместите созданный файл в папку python, затем скопируйте путь
Точка, подверженная ошибкам:
Обычно этот путь является путем к файлу. Скопируйте путь к файлу в open (), чтобы открыть файл в компиляторе, но поскольку система Windows иногда не может правильно интерпретировать путь к файлу. используя систему Windows, и результат не такой, как ожидалось, вы можете преобразовать \ в обратную косую черту /. Примеры следующие:
Результат неверный:
Измените косую черту \ на / после:
Результат правильный.
здесь только упоминает решение проблемы, вызванной собственными проблемами программного обеспечения, когда нет других проблем. Если нет, вы можете искать FileNotFoundError: [Errno 2] Нет такого файла на Baidu или каталог: ‘D: \ pycharm file save (просто скопируйте свою ошибку), причина
How to import .txt file into python
Now I need to read these values as I want to put the first value into an array array1 and then the second value in an array array2 .
3 Answers 3
You can use readlines() to read all the lines, and then split each line by the , character:
Для разработки расширений можно использовать язык программирования Python. По сравнению с классическими расширениями, написанными на C++, их легче разрабатывать, понимать, поддерживать и распространять в силу динамической природы самого Python.
Расширения на Python перечисляются в Менеджере модулей QGIS наравне с расширениями на C++. Поиск расширений выполняется в следующих каталогах:
UNIX/Mac: ~/.qgis/python/plugins и (qgis_prefix)/share/qgis/python/plugins
Windows: ~/.qgis/python/plugins и (qgis_prefix)/python/plugins
В Windows домашний каталог (обозначенный выше как ~ ) обычно выглядит как C:\Documents and Settings\(user) . Вложенные каталоги в этих папках рассматриваются как пакеты Python, которые можно загружать в QGIS как расширения.
Идея: Прежде всего нужна идея для нового расширения QGIS. Зачем это нужно? Какую задачу необходимо решить? Может, есть готовое расширения для решения этой задачи?
Создание файлов: Подробнее этот шаг описан ниже. Точка входа ( __init.py__ ). Тело расширения ( plugin.py ). Форма QT-Designer ( form.ui ), со своим resources.qrc .
Реализация: Пишем код в plugin.py
Тестирование: Закройте и снова откройте QGIS, загрузите своё расширение. Проверьте, что всё работает как надо.
Публикация: опубликуйте своё расширение в репозитории QGIS или настройте свой собственный репозиторий в качестве “арсенала” личного “ГИС вооружения”
Разработка расширения¶
С момента введения поддержки Python в QGIS появилось множество расширений — на странице Plugin Repositories можно найти некоторые из них. Исходный код этих расширений можно использовать, чтобы узнать больше о программировании с PyQGIS, а также для того, чтобы удостовериться, что разработка не дублируется. Готовы к созданию расширения, но отсутствует идея? На странице Python Plugin Ideas собрано много идей и пожеланий!
Создание необходимых файлов¶
Ниже показано содержимое каталога нашего демонстрационного расширения:
Для чего используются файлы:
__init__.py = Точка входа расширения. Содержит общую информацию, версию расширения, его название и основной класс.
plugin.py = Основной код расширения. Содержит информацию обо всех действиях, доступных в расширении, а также основной код.
resources.qrc = XML-документ, созданный QT-Designer. Здесь хранятся относительные пути к ресурсам форм.
resources.py = Понятная Python версия вышеописанного файла.
form.ui = Интерфейс пользователя (GUI), созданный в QT-Designer.
form.py = Конвертированная в код Python версия вышеописанного файла.
metadata.txt = требуется в QGIS >= 1.8.0. Содержит общую информацию, версию расширения, его название и другие метаданые, используемые новым репозиторием расширений. Метаданным в metadata.txt отдается предпочтение перед методами из файла __init__.py . Если текстовый файл присутствует, именно он будет использоваться для получения этой информации. Начиная с QGIS 2.0 метаданные из __init__.py больше не будут использоваться и файл metadata.txt станет обязательным.
Здесь и вот здесь можно найти два способа автоматической генерации базовых файлов (скелета) типового Python расширения для QGIS. Кроме того, существует модуль Plugin Builder , который создает шаблон модуля прямо из QGIS и не требует соединения с Интернет. Это упростит работу и поможет быстрее начать разработку типового расширения.
Написание кода¶
__init__.py¶
Прежде всего, Менеджер модулей должен получить основные сведения о расширении, такие как его название, описание и т.д. Файл __init__.py именно то место, где должна быть эта информация:
В QGIS 1.9.90 модули могут быть помещены не только в меню Модули , но и в меню Растр , Вектор , База данных и Web . Поэтому было введено новое поле метаданных “category”. Это поле используется в качестве подсказки для пользователей и сообщает где (в каком меню) искать модуль. Допустимыми значениями для параметра “category” являются Vector, Raster, Database, Web и Layers. Например, если модуль должен быть доступен из меню Растр , добавьте в __init__.py следующие строки:
metadata.txt¶
Для QGIS >= 1.8 необходимо создать файл metadata.txt (см. также) Пример :file: ` metadata.txt’:
plugin.py¶
Стоит сказать несколько слов о функции classFactory() , которая вызывается когда расширение загружается в QGIS. Она получает ссылку на экземпляр класса QgisInterface и должна вернуть экземпляр класса вашего расширения — в нашем случае этот класс называется``TestPlugin``. Ниже показано он должен выглядеть (например, testplugin.py ):
Если используется QGIS 1.9.90 или старше и необходимо разместить модуль в одном из новых меню ( Растр , Вектор , База данных или Web ), нужно модифицировать код функций initGui() и unload() . Так как эти новые пункты меню доступны только в QGIS 1.9.90, прежде всего необходимо проверить, что используемая версия QGIS имеет все необходимые функции. Если новые пункты меню доступны, мы можем разместить модуль в нужном месте, в противном случае будем использовать меню Модули как и раньше. Вот пример для меню Растр :
Полный список методов, которые можно использовать для размещения модуля в новых меню и на новых панелях инструментов доступен в описании API.
В расширении обязательно должны присутствовать функции initGui() и unload() . Эти функции вызываются когда расширение загружается и выгружается.
Файл ресурсов¶
Как видно в примере выше, в initGui() мы использовали иконку из файла ресурсов (в нашем случае он называется resources.qrc ):
Хорошим тоном считается использование префикса, это позволит избежать конфликтов с другими расширениями или с частями QGIS. Если префикс не задан, можно получить не те ресурсы, которые нужны. Теперь сгенерируем файл ресурсов на Python. Это делается командой pyrcc4:
При работе над реальным расширением удобно вести разработку в другом (рабочем) каталоге и создать makefile, который будет генерировать файлы интерфейса и ресурсов, а также выполнять копирование расширения в каталог QGIS.
Документация¶
Этот способ создания документации требует наличия Qgis версии 1.5.
Документацию к расширению можно готовить в виде файлов HTML. Модуль qgis.utils предоставляет функцию showPluginHelp() , которая откроет файл справки в браузере, точно так же как другие файлы справки QGIS.
Функция showPluginHelp`() ищет файлы справки в том же каталоге, где находится вызвавший её модуль. Она по очереди будет искать файлы index-ll_cc.html , index-ll.html , index-en.html , index-en_us.html и index.html , и отобразит первый найденный. Здесь ll_cc — язык интерфейса QGIS. Это позволяет включать в состав расширения документацию на разных языках.
Кроме того, функция showPluginHelp() может принимать параметр packageName, идентифицирующий расширение, справку которого нужно отобразить; filename, который используется для переопределения имени файла с документацией; и section, для передачи имени якоря (закладки) в документе, на который браузер должен перейти.
Относитесь к файлу конфигурации, использующемуся в приложении, как к разрабатываемому вами коду.
Когда мы разрабатываем программное обеспечение, то всегда прикладываем много усилий для написания качественного и производительного кода. Однако зачастую этого недостаточно.
Разработка качественного программного обеспечения, включает заботу о разработке своей экосистемы, например, для организации процессов тестирования, развертывания, сетевого обмена данными и т.д. Одним из наиболее важных аспектов, который необходимо при этом учитывать, является реализация гибкого механизма управления конфигурацией (настройками) программного обеспечения.
Правильная реализация управления конфигурацией по сути должна позволять запускать программное обеспечение в любой среде без внесения изменений в его исходный код. Этот подход обеспечивает эффективное управление проблемными настройками вашего приложения со стороны администраторов Ops, обеспечивает представление информации о том, что может произойти во время его функционирования, а также позволяет изменять его поведение во время выполнения.
Наиболее распространенные конфигурации включают в себя учетные данные для базы данных или внешней службы, имя хоста сервера, а также любые динамические параметры и т.д.
В этой статье я хочу поделиться с вами несколькими зарекомендовавшими себя практиками управления конфигурациями, а также как мы можем реализовать их в приложениях, написанных на Python.
Когда необходим файл конфигурации приложения?
Перед разработкой конфигурационного файла сначала необходимо спросить себя, нужен ли вообще какой-либо внешний файл с данными? Разве мы не можем просто поместить их в виде константных значений прямо в исходном коде? Собственно, достаточно известная концепция The Twelve-Factor App давно отвечает на этот вопрос:
Лакмусовой бумажкой для проверки правильности решения о выделении config всей конфигурационной информации приложения из кода, является рассмотрение возможности о публикации в любой момент кодовой базы вашего приложения, то есть можно ли сделать его исходный код открытым, без нарушения конфиденциальности чьих-либо учетных данных.
Обратите внимание, что это определение config не включает внутреннюю конфигурацию приложения, такую как, например, как config/routes.rb в Rails, или способ подключения модулей в Spring. Перечисленные выше примеры способов конфигурации не меняются в зависимости от среды развертывания, и поэтому это лучше всего реализовать их в коде.
Подходы рекомендованные этой концепцией предписывают, чтобы любые параметры, зависящие от среды, такие как учетные данные базы данных, находились во внешнем файле. В противном случае их реализуют просто обычными константами в коде. Другой вариант использования, который я часто вижу, – это хранение динамических переменных (данных) во внешнем файле (базе данных), например, черный blacklist или белый whitelist список пользователей. Ими могут быть числа в заданном диапазоне (например, длительность тайм-аута) или любые текстовые файлы с произвольным содержимым. Отметим, что эти динамические переменные (данные) остаются неизменными вне зависимости от особенностей исполняемой среды.
В свою очередь файл конфигурации делает программное обеспечение более гибким и легким для редактирования его функциональных возможностей. Однако, если он слишком сильно разрастается, рациональнее все таки перенести его в базу данных.
Какой формат файла конфигурации использовать?
С практической точки зрения, на формат файла конфигурации нет никаких технических ограничений, если код приложения может его прочитать и анализировать. Но есть и более рациональные практики для выбора формата файла с настройками. Так наиболее распространенными, стандартизованными форматами являются YAML, JSON, TOML и INI. Самый подходящий формата для файл конфигурации должен соответствовать как минимум трем критериям:
- Быть легко читаемым и редактируемым: файл должен иметь текстовый формат и такую структуру, чтобы его содержимое было легко понятно даже не разработчику.
- Разрешать использование комментариев: файл конфигурации – это то, что могут читать не только разработчики. Поэтому в процессе эксплуатации приложения чрезвычайно важно когда пользователи могут успешно пытаться понять его работу и изменить его поведение. Написание комментариев – это эффективный способ быстро пояснить ключевые особенности настройки приложения и делает конфигурационный файл более выразительным.
- Простота развертывания: файл конфигурации должен понятен для обработки всеми операционными системами и средами. Он также должен легко доставляться на сервер с помощью конвейера pipeline CDaaS.
Возможно вам пока не ясно какой из форматов файла лучше использовать. Но если вы подумаете об этом в контексте программирования на языке Python, то наиболее очевидным ответом будет YAML или INI. Форматы YAML и INI хорошо понятны большинству программ и пакетов Python.
INI файл, вероятно, является наиболее простым решением для сохранения настроек приложения, имеющих только один уровень иерархии (вложенности) параметров. Однако формат INI не поддерживает других типов данных, кроме строк: в нем все данные имеют строковое представление.
Та же конфигурация настроек в YAML выглядит следующим образом.
Как видите, YAML изначально поддерживает использование вложенные структуры (также как и JSON) с помощью отступов. Кроме того, YAML, в отличие от формата INI файлов, поддерживает некоторые другие типы данных такие как целые и с плавающей запятой числа, логические значения, списки, словари и т.д.
Формат файлов JSON по сути очень похож на YAML и тоже чрезвычайно популярен, однако в JSON файлы нельзя добавлять комментарии. JSON, как текстовый формат содержащий структурированные данные, часто используется для хранения внутренней конфигурации внутри программы, но совершенно не предназначен для того, чтобы делиться конфигурацией приложения с другими людьми (в особенности с далекими от вопросов разработки ПО).
Формат TOML, с другой стороны, похож на INI, но поддерживает гораздо больше типов данных, а также специальный синтаксис для хранения вложенных структур. Его часто используют менеджеры пакетов Python такие, например, pip или poetry. Но если в файле конфигурации присутствует слишком много вложенных структур, то YAML в этом отношении, с моей точки зрения, наилучший выбор. Следующий ниже фрагмент файла выглядит как INI, но в отличие от него каждое строковое значение имеет кавычки.
Пока что мы выяснили ЧТО из себя представляют форматы файлов YAML, JSON, TOML и INI, далее мы рассмотрим КАК они могут быть использованы.
YAML/JSON — простое чтение внешнего файла
Как обычно, мы начнем с самого простого, то есть создадим внешний файл с настройками, а затем прочитаем его. Python имеет в своем составе встроенные пакеты для чтения и анализа файлов YAML и JSON. И как видно из приведенного ниже кода, они фактически возвращают один и тот же объект типа dict, поэтому доступ к его атрибутам будет одинаковым для обоих файлов.
Чтение
Из-за проблем с безопасностью рекомендуется использовать метод yaml.safe_load() вместо yaml.load() , чтобы избежать внедрения вредоносного кода при чтении файла конфигурации.
Валидация
При использовании обоих пакетов при попытке чтения несуществующего файла будет генерироваться исключение типа FileNotFoundError . Использование пакета для чтения файлов YAML позволяет получать разные исключения для следующих случаев: пользователь указал файл не являющимся YAML файлом, а также прочитанный файл YAML является не корректным, то есть содержит синтаксические ошибки. В свою очередь пакет для чтения JSON файлов генерирует единственное исключение типа JSONDecoderError для обоих рассмотренных случаев.
Пакет Cofigureparser из состава стандартной библиотеки Python
В этом разделе рассмотрим пакеты, предназначенные непосредственно для управления конфигурацией приложения. И начнем со встроенного в стандартную библиотеку Python пакета: Configureparser.
Configureparser в большинстве случаев используется для чтения и записи INI файлов, и поддерживает чтение входных данных из файла сразу в виде словаря или итерируемого iterable файлоподобного объекта. Как известно, каждый файл INI состоит из нескольких секций, содержащих настройки в виде пар ключ-значение. Ниже приведен простой пример кода для доступа к полям настроек.
Чтение
Как видно из примера Configureparser не может «угадать» типы данных, содержащихся в файле конфигурации, так как значение каждой настройки сохраняется в виде строки. Тем не менее, он предоставляет несколько полезных методов для преобразования строк (значений настроек) в нужный тип данных. Наиболее интересным из них является метод преобразующий значения в логический тип, то есть он может распознавать некоторые логические значения, например, yes / no , on / off , true / false и 1 / 0 .
Как уже нами упоминалось ранее, Configureparser может читать данные настроек в следующих видах на выходе: словаря с помощью метода read_dict() , простой строки с использованием read_string() и итерируемого файлоподобного объекта, возвращаемого методом read_file() .
Валидация
Валидация данных с Configureparser не так проста, как для пакетов, работающих с форматами YAML и JSON. Во-первых, он не возбуждает исключения FileNotFoundError если файла настроек не существует, а вместо этого вызывает исключение типа KeyError, как при попытке доступа к отсутствующему ключу.
Кроме того, этот пакет «игнорирует» некоторые ошибки форматирования, например, неправильное использование отступа. Так в приведенном ниже примере, в случае если в файле присутствует дополнительная табуляция или пробел перед настройкой DEBUG , то вы получите неправильные значения для обеих настроек ENVIRONMENT и DEBUG .
Тем не менее, Configureparser может возбуждать исключение ParserError при наличии нескольких ошибок (см. пример кода с тестами ниже). И в большинстве случаев этого достаточно для определения проблемных мест в самом файле настроек.
Python-dotenv — считываем конфигурацию приложения из переменных среды
Теперь перейдем к сторонним библиотекам, использующимся для управления конфигурацией приложений Python. До сих пор я намеренно пропустил еще один тип файлов конфигурации, а именно .env . Так значения настроек, находящихся в файле .env при запуске терминала (скрипта приложения) будут загружены как переменные среды, и поэтому с помощью библиотеки python-dotenv , а точнее ее метода os.getenv() можно получить доступ к ним из кода приложения.
Файл .env обычно выглядит следующим образом. По умолчанию его местонахождение – корневая папка вашего проекта.
Чтение
Этот тип файла конфигурации очень легко использовать. Так если вы решите переопределить существующую (или создать новую) переменную среды, то можете использовать вызов метод load_dotenv() , например, зададим значение параметра override .
Валидация
Тем не менее пакет python-dotenv не проверяет корректность .env файла. Допустим у вас есть некоторый .env файл (его содержимое представлено ниже), и вы хотите получить доступ к значению переменной (параметра настройки) DEBUG , то будет возвращено значение None без возбуждения исключения соответствующего типа.
Dynaconf — мощный конфигуратор настроек для приложений Python
Dynaconf — это очень мощная система для конфигурации настроек в Python, которая поддерживает следующие форматы файлов: yaml, json, ini, toml и python. Она также позволяет автоматически загружать .env файл и поддерживает настраиваемые правила для валидации данных настроек. Проще говоря, он охватывает практически весь функционал трех предыдущих рассмотренных вариантов и даже выходит за рамки этого. Например, вы можете сохранить зашифрованный пароль и используя специальный загрузчик для его расшифровки. Он прекрасно интегрирован с Flask, Django и Pytest. Я не буду упоминать все его возможности в этой статье, и поэтому для более подробной информации обратитесь к его документации.
Чтение
Dynaconf использует .env файл для поиска других конфигурационных файлов и последующего заполнения полей settings объекта с настройками. Так если в двух файлах настроек есть одна и та же переменная, то ее значение будет перезаписано значением из последнего файла настроек.
Валидация
Одна из наиболее интересных, в частности для меня, возможностей dynaconf – это его настраиваемый валидатор. Как упоминалось ранее, Configureparser недостаточно строго проверяет корректность INI файлов настроек, но это можно легко реализовать в dynaconf. В следующем примере мы проверяем, существуют ли определенные ключи в файле с настройками и имеется ли в нем конкретный ключ с корректным значением. Если вы читаете настройки из файла YAML или TOML, которые как мы говорили ранее, поддерживают несколько типов данных, то вы даже можете проверить, находится ли значение настройки, например, число в заданном диапазоне.
Интеграция с Pytest
Еще одна интересная особенность dynaconf – это возможность его интеграции с pytest. Так настройки для модульного тестирования unit testing обычно существенно отличаются в различных средах. Для этого вы можете использовать параметр FORCE_ENV_FOR_DYNACONF , чтобы ваше приложение могло прочитать значения настроек из внешнего файла, или использовать фикстуру monkeypatch для замены определенных пар ключ и значение в файле настроек.
Обновляем конфигурацию приложения во время его выполнения
Dynaconf в своем составе содержит метод reload() , который очищает значения настроек и перезапускает все загрузчики вашего приложения. Это полезно, если вы хотите, чтобы приложение перезагружало файл настроек во время выполнения и соответственно в последствие изменяло свое поведение. Например, приложение должно автоматически перезагрузить настройки, если файл конфигурации был открыт и изменен (откорректирован).
Hydra — упрощаем разработку, динамически создавая иерархическую структуру конфигурации приложения
Рассмотрим последним, в этой статье, способ создания и поддержки конфигурации для вашего приложения, который по сути является гораздо большим, чем просто загрузчик и парсер файлов с настройками.
Hydra – это платформа, разработанная Facebook для гибкой и элегантной настройки самых сложных приложений. Которая помимо чтения, записи и валидации корректности файлов конфигурации, реализовывает свою достаточно рациональную стратегию упрощения управления несколькими конфигурационными файлами, переопределения (перезаписи) их с использованием интерфейса командной строки, создания snapshot снимка состояния приложения перед каждым его запуском (между перезапусками) и т.д.
Чтение
Рассмотрим основы использования hydra. Так в следующем примере команда +APP.NAME , добавленная в командную строку при запуске скрипта, позволяет добавить новое поле (настройку) в конфигурацию приложения, а также осуществить перезапись значения существующего поля (значения настройки) APP.NAME=hydra1.1 .
Валидация
Hydra прекрасно интегрируется с декоратором @dataclass для выполнения основных проверок корректности, таких как проверка типов или значения полей. Однако у нее нет поддержки __post_init__ метода расширенной проверки значений, как это описано в моей предыдущей статье.
Группа конфигураций
Hydra вводит концепцию под названием config group . Идея которой состоит в том, чтобы сгруппировать файлы конфигурации одного типа (или для выполнения одних задач) и затем выбирать один из них во время выполнения приложения. Например, у вас имеется группа настроек «Базы данных» с одной конфигурацией для Postgres, а другой для MySQL.
Когда конфигурация приложения станет более сложной, то в вашей программе она может иметь следующую структуру (пример из документации Hydra).
Например, вы хотите протестировать свое приложение с различными комбинациями опций db , schema и ui , это можно сделать следующим образом:
Далее…
Hydra поддерживает использование нескольких наборов параметров конфигурации с опцией --multirun , при этом запускаются параллельно несколько задач с различными файлами конфигурации. Например, для предыдущего примера мы можем запустить скрипт следующим образом:
В этом случае в основном потоке запускаются 6 задач одновременно:
Вывод
В этой статье мы рассмотрели несколько способов управления конфигурацией приложений в Python. Независимо от того какой из них вы выберете, всегда необходимо думать о удобочитаемости файлов конфигурации, дальнейшей их поддержки, а также способах обнаружения ошибок для случаев их некорректного использования. Таким образом, конфигурационный файл – это по сути еще один тип кода.
Надеюсь, вам понравится эта статья, не стесняйтесь оставлять свои комментарии ниже.
Читайте также: