Практическая работа №4

Работа с текстовыми файлами и обработка данных в Python

Цель работы: Научиться использовать стандартные средства Python для работы с текстовыми файлами: чтение, запись, последовательная обработка данных, формирование отчётов и обработка ошибок при работе с внешними данными.

Основные теоретические положения

1. Работа с файлами в Python

Для работы с файлами используются встроенные средства языка Python.

Основная функция для открытия файла:

open(filename, mode, encoding)

Пример открытия файла для чтения:

file = open("data.txt", "r", encoding="utf-8")

Однако рекомендуется использовать конструкцию with, которая автоматически закрывает файл после завершения работы:

with open("data.txt", "r", encoding="utf-8") as file:
    data = file.read()

2. Режимы открытия файла

Режим Назначение

r Чтение существующего файла w Запись в файл с удалением старого содержимого a Добавление данных в конец файла

Пример добавления записи в журнал:

with open("log.txt", "a", encoding="utf-8") as file:
    file.write("Новое событие\n")

3. Построчное чтение файла

Большие файлы рекомендуется обрабатывать последовательно, не загружая полностью в память.

with open("data.txt", "r", encoding="utf-8") as file:
    for line in file:
        print(line)

Для удаления символа переноса строки используется метод strip():

line = line.strip()

4. Преобразование данных из файла

Все данные из текстового файла читаются как строки.

Например, если файл содержит числа:

45
72
88

Необходимо выполнить преобразование:

value = int(line.strip())

5. Запись результатов обработки

Для создания отчёта используется режим записи:

with open("report.txt", "w", encoding="utf-8") as file:
    file.write("Отчёт\n")

6. Обработка ошибок при работе с файлами

При работе с файлами возможны ошибки:

файл отсутствует;
данные имеют неверный формат;
невозможно преобразовать значение.

Пример обработки отсутствующего файла:

try:
    with open("data.txt", "r", encoding="utf-8") as file:
        data = file.read()

except FileNotFoundError:
    print("Файл не найден")

Обработка ошибки преобразования:

try:
    value = int(line)

except ValueError:
    print("Некорректное значение")

Компиляция и запуск программы

Python-программы запускаются командой:

python3 имя_файла.py

Общие требования

Для каждого задания необходимо:

Составить алгоритм решения задачи.
Создать необходимые входные файлы.
Реализовать программу на языке Python.
Предусмотреть обработку ошибок работы с файлами.
Продемонстрировать работу программы на тестовых данных.

Задания для выполнения

Задание 1. Анализ файла загрузки процессора

Создайте файл cpu.txt:

Разработайте программу, которая:

открывает файл;
считывает значения построчно;
выводит номер измерения и значение;
определяет количество измерений;
вычисляет среднюю загрузку;
определяет максимальное значение.

Пример результата:

Измерение 1: 45 %

Количество измерений: 10
Средняя загрузка: 71.0 %
Максимальная загрузка: 95 %

Задание 2. Поиск критических значений

Используя файл cpu.txt, определите:

количество значений выше 80%;
количество значений ниже 20%;
количество нормальных значений.

Дополнительно необходимо вывести номера строк с высокой загрузкой:

Строка 3: 88 %
Строка 4: 91 %

Задание 3. Формирование отчёта

На основе данных файла cpu.txt сформируйте файл report.txt.

Файл должен содержать:

Отчёт мониторинга CPU

Количество измерений: 10
Средняя загрузка: 71.0 %
Минимальная загрузка: 39 %
Максимальная загрузка: 95 %
Количество превышений: 4

Все значения должны вычисляться программой.

Задание 4. Анализ журнала событий

Создайте файл auth.log:

192.168.1.10 LOGIN_SUCCESS
192.168.1.15 LOGIN_FAILED
192.168.1.20 LOGIN_SUCCESS
192.168.1.15 LOGIN_FAILED
192.168.1.15 LOGIN_FAILED
192.168.1.30 LOGIN_FAILED

Разработайте программу анализа журнала.

Программа должна:

определить количество успешных входов;
определить количество неудачных входов;
вывести IP-адреса, где произошли ошибки.

Для разделения строки используйте:

parts = line.split()

Задание 5. Обработка некорректных данных

Измените файл cpu.txt:

45
72
error
88

91
105
67
abc

Доработайте программу:

пропускайте пустые строки;
обрабатывайте ошибки преобразования;
проверяйте диапазон значений от 0 до 100;
выводите номер строки с ошибкой;
подсчитывайте количество корректных и некорректных записей.

Используйте:

try:
    value = int(line.strip())

except ValueError:
    ...

Также обработайте ситуацию отсутствия файла.

Задание 6. Анализ доступности сетевых узлов

Создайте файл ping.txt:

Значение -1 означает отсутствие ответа узла.

Определите:

количество доступных узлов;
количество недоступных узлов;
среднее время ответа;
максимальное время ответа.

Значения выше 50 мс запишите в файл:

slow.txt

Контрольные вопросы

Для чего используется функция open()?
Почему рекомендуется использовать конструкцию with open()?
Чем отличаются режимы r, w и a?
Почему данные из файла необходимо преобразовывать?
Для чего используется метод strip()?
Почему большие файлы лучше обрабатывать построчно?
Какое исключение возникает при преобразовании int("abc")?
Для чего используется try/except?
Как записать данные в новый файл?
Как связаны циклы и обработка файлов?