Практическая работа №5

Цель работы: Научиться выполнять обработку строковых данных средствами Python: получать отдельные символы и фрагменты строк, выполнять поиск, замену, проверку, разделение и объединение текста, а также применять строковые методы при обработке системных и журнальных данных.

Основные теоретические положения

1. Строки в Python

Строка — последовательность символов. Строковые значения имеют тип str.

hostname = "srv01.example.local"
message = "ERROR: connection failed"

Длина строки:

print(len(hostname))

Строки в Python являются неизменяемыми. Любая операция изменения фактически создаёт новую строку.

2. Индексация строк

text = "Python"

print(text[0])   # P
print(text[1])   # y
print(text[-1])  # n

Положительная индексация начинается с 0, отрицательная — с -1 от конца строки.

3. Срезы

text = "192.168.1.10"

print(text[0:3])
print(text[:7])
print(text[8:])
print(text[::-1])

Общий вид:

string[start:stop:step]

4. Перебор символов

text = "server01"

for symbol in text:
    print(symbol)

Например, подсчёт цифр:

count = 0

for symbol in text:
    if symbol.isdigit():
        count += 1

5. Основные методы строк

Метод	Назначение
`lower()`	перевод в нижний регистр
`upper()`	перевод в верхний регистр
`strip()`	удаление пробелов и переводов строк по краям
`replace(old, new)`	замена фрагмента
`find(value)`	поиск позиции подстроки
`count(value)`	подсчёт вхождений
`startswith(value)`	проверка начала строки
`endswith(value)`	проверка окончания строки
`isdigit()`	проверка, состоит ли строка из цифр
`isalpha()`	проверка, состоит ли строка из букв
`isalnum()`	проверка, состоит ли строка только из букв и цифр

6. Проверка наличия подстроки

message = "ERROR: connection failed"

if "ERROR" in message:
    print("Обнаружена ошибка")

Поиск без учёта регистра:

if "error" in message.lower():
    print("Обнаружена ошибка")

7. Разделение и объединение строк

line = "192.168.1.15 LOGIN_FAILED"

parts = line.split()

print(parts[0])
print(parts[1])

Разделитель можно указать явно:

line = "srv01;192.168.1.10;online"
parts = line.split(";")

Объединение строк:

parts = ["srv01", "example", "local"]
hostname = ".".join(parts)

В данной работе split() и join() используются как инструменты обработки строк. Подробная работа со списками будет рассмотрена в следующей теме.

8. Форматирование строк

hostname = "srv01"
ip = "192.168.1.10"

print(f"Узел {hostname}: {ip}")

9. Обработка строк из файла

with open("events.log", "r", encoding="utf-8") as file:
    for line in file:
        line = line.strip()

        if "error" in line.lower():
            print(line)

Общие требования

Для каждого задания необходимо:

Определить входные и выходные данные.
Составить алгоритм решения.
При необходимости представить алгоритм в виде блок-схемы.
Реализовать программу на языке Python.
Проверить программу минимум на трёх наборах тестовых данных.
Предусмотреть обработку пустых строк и граничных случаев, если это требуется условием.
Не использовать регулярные выражения.
Не создавать пользовательские функции: функции будут рассматриваться в следующей теме.
В заданиях с файлами использовать конструкцию with open(...).

Задания для выполнения

Выбор варианта: Номер варианта соответствует порядковому номеру студента в списке группы. Если количество студентов превышает 15, варианты повторяются по кругу: 16-й студент выполняет вариант 1, 17-й — вариант 2 и т.д.

Каждый вариант включает пять заданий. Задания 1–4 являются обязательными. Задание 5 является комплексным и выполняется после основной части работы.

Вариант 1

№	Тип задачи	Описание задачи
1	Нормализация строки	Пользователь вводит имя узла. Удалите пробелы по краям, переведите строку в нижний регистр и выведите её длину.
2	Анализ символов	Для введённого имени узла подсчитайте количество букв, цифр и символов `-`.
3	Разбор строки	Дана строка `srv01 192.168.1.10 online`. Выведите имя узла, IP-адрес и состояние отдельными строками.
4	Проверка формата	Проверьте, заканчивается ли введённое полное имя узла на `.local` и начинается ли оно с `srv`.
5	Файл	Прочитайте `events.log`, запишите в `errors.log` только строки со словом `ERROR` без учёта регистра и выведите количество найденных строк.

Содержимое файла events.log:

INFO: system started
ERROR: network interface is down
WARNING: high CPU load
error: authentication failed
INFO: backup completed
ERROR: disk space is low
NOTICE: configuration reloaded

Вариант 2

№	Тип задачи	Описание задачи
1	Преобразование	Пользователь вводит имя пользователя. Удалите пробелы по краям, замените пробелы внутри на `_` и переведите строку в нижний регистр.
2	Срезы	Выведите первые три и последние три символа введённой строки, а также строку в обратном порядке.
3	Поиск	Определите, содержит ли системное сообщение слова `warning`, `error` или `critical` без учёта регистра.
4	Подсчёт	Подсчитайте количество символов `_` и цифр в имени пользователя.
5	Файл	В `users.txt` находятся имена пользователей. Создайте `normalized_users.txt`, записав имена без пробелов по краям и в нижнем регистре.

Содержимое файла users.txt:

  Admin
Student01
  NETWORK_USER
Guest
  Operator02
Test User

Вариант 3

№	Тип задачи	Описание задачи
1	Индексация и срезы	Пользователь вводит строку. Выведите первый, последний, второй и предпоследний символы, затем первые четыре символа.
2	Палиндром	Определите, является ли введённое слово палиндромом без учёта регистра.
3	Разбор параметра	Дана строка `port=8080`. Выведите имя параметра и его значение.
4	Проверка значения	Проверьте, состоит ли значение после символа `=` только из цифр.
5	Файл	Прочитайте `config.txt` и создайте `active.txt`, исключив пустые строки и строки, начинающиеся с `#`.

Содержимое файла config.txt:

# Server configuration
host=192.168.1.10
port=8080

# Logging
log_level=warning
timeout=30

enabled=true

Вариант 4

№	Тип задачи	Описание задачи
1	Анализ символов	Пользователь вводит строку. Подсчитайте количество букв, цифр, пробелов и остальных символов.
2	Расширение файла	Пользователь вводит имя файла. Определите, заканчивается ли оно на `.log`, `.txt` или `.conf`.
3	Замена	Замените в имени файла все пробелы на символ `_` и переведите результат в нижний регистр.
4	Поиск позиции	Найдите позицию первой точки в имени файла. Если точки нет, выведите сообщение.
5	Файл	В `services.txt` находятся строки вида `ssh:active`. Выведите активные службы и подсчитайте их количество.

Содержимое файла services.txt:

ssh:active
nginx:inactive
postgresql:active
docker:active
apache2:inactive
cron:active

Вариант 5

№	Тип задачи	Описание задачи
1	Поиск подстроки	Пользователь вводит сообщение и искомое слово. Подсчитайте количество вхождений слова без учёта регистра.
2	Преобразование	Строку `SERVER-ROOM-01` приведите к виду `server_room_01`.
3	Срезы	Выведите первые шесть символов преобразованной строки и последние два символа.
4	Проверка	Определите, содержит ли строка хотя бы одну цифру.
5	Файл	Прочитайте `messages.log` и создайте `warnings.log`, содержащий строки с `WARNING` без учёта регистра. Выведите количество таких строк.

Содержимое файла messages.log:

INFO: service started
WARNING: memory usage is high
INFO: user logged in
warning: temperature increased
ERROR: connection refused
WARNING: backup was delayed
INFO: service stopped

Вариант 6

№	Тип задачи	Описание задачи
1	Проверка пароля	Пользователь вводит пароль. Определите длину и наличие хотя бы одной цифры.
2	Анализ пароля	Подсчитайте количество букв верхнего и нижнего регистра.
3	Разбор адреса	Дана строка `admin@example.local`. Выведите имя пользователя и доменную часть.
4	Проверка домена	Определите, заканчивается ли адрес на `.local`.
5	Файл	В `hosts.txt` находятся имена узлов. Запишите в `servers.txt` только строки, начинающиеся с `srv` без учёта регистра.

Содержимое файла hosts.txt:

srv01
pc-101
SRV02
router-main
srv-backup
printer01
Srv03

Вариант 7

№	Тип задачи	Описание задачи
1	Индексация	Пользователь вводит строку длиной не менее 5 символов. Выведите второй, предпоследний и средний символ.
2	Срезы	Выведите символы с чётными индексами и затем символы с нечётными индексами.
3	Анализ сообщения	Проверьте, начинается ли строка журнала с `ERROR:` и заканчивается ли точкой.
4	Замена	Замените `ERROR:` на `CRITICAL:`.
5	Файл	Прочитайте `commands.txt` и создайте `long_commands.txt`, содержащий команды длиной более 20 символов.

Содержимое файла commands.txt:

pwd
ls -la
systemctl status nginx
ip address show
cat /etc/os-release
journalctl --since today
df -h

Вариант 8

№	Тип задачи	Описание задачи
1	Регистры	Пользователь вводит строку. Выведите её в нижнем и верхнем регистрах, а также длину строки.
2	Разбор строки	Дана запись `eth0;192.168.1.1;up`. Выведите имя интерфейса, адрес и состояние.
3	Проверка	Проверьте, является ли состояние равным `up` без учёта регистра.
4	Формирование строки	Сформируйте строку вида `Интерфейс eth0 имеет адрес 192.168.1.1 и состояние up`.
5	Файл	Прочитайте `interfaces.txt`, где поля разделены `;`, и запишите в `down.txt` строки, у которых состояние равно `down`.

Содержимое файла interfaces.txt:

eth0;192.168.1.10;up
eth1;192.168.2.10;down
wlan0;192.168.10.15;up
docker0;172.17.0.1;up
eth2;10.0.0.5;down

Вариант 9

№	Тип задачи	Описание задачи
1	Замена	Пользователь вводит строку. Удалите пробелы по краям и замените пробелы внутри на дефисы.
2	Поиск позиции	Найдите позицию первого символа `:` в строке вида `ERROR: Disk full`.
3	Разделение	Разделите сообщение на тип события и текст события по первому символу `:`.
4	Подсчёт	Подсчитайте количество букв `o` без учёта регистра.
5	Файл	Из `log.txt` сформируйте `clean.log`, удалив пустые строки и пробелы по краям каждой строки.

Содержимое файла log.txt:

  INFO: service started

WARNING: high load
   ERROR: disk full

INFO: backup completed
  NOTICE: configuration changed

Вариант 10

№	Тип задачи	Описание задачи
1	Подсчёт символов	Подсчитайте количество точек и двоеточий во введённой строке.
2	Проверка имени	Проверьте, начинается ли имя узла с `pc`, `srv` или `router` без учёта регистра.
3	Нормализация	Приведите имя узла к нижнему регистру и удалите пробелы по краям.
4	Разбор FQDN	Для строки `srv01.example.local` выведите имя узла и доменную часть.
5	Файл	В `access.log` находятся строки журнала. Запишите в `denied.log` строки со словом `DENIED` и подсчитайте их количество.

Содержимое файла access.log:

192.168.1.10 ALLOWED ssh
192.168.1.15 DENIED ssh
192.168.1.20 ALLOWED http
192.168.1.33 DENIED ftp
192.168.1.45 DENIED telnet
192.168.1.50 ALLOWED https

Вариант 11

№	Тип задачи	Описание задачи
1	Срезы	Выведите символы с чётными и нечётными индексами введённой строки.
2	Нормализация	Строку `SRV01.EXAMPLE.LOCAL` приведите к виду `srv01.example.local`.
3	Подсчёт частей	Подсчитайте количество символов `.` в доменном имени.
4	Проверка	Определите, заканчивается ли доменное имя на `.local`.
5	Файл	В `domains.txt` находятся доменные имена. Создайте `local.txt`, содержащий только имена, оканчивающиеся на `.local`.

Содержимое файла domains.txt:

srv01.example.local
google.com
printer.office.local
example.org
dc01.corp.local
mail.example.com
backup.local

Вариант 12

№	Тип задачи	Описание задачи
1	Проверка состава	Определите, состоит ли введённая строка только из цифр, только из букв или содержит разные типы символов.
2	Разбор параметра	Строку `timeout = 30` разделите на имя параметра и значение, удалив лишние пробелы.
3	Проверка значения	Определите, является ли значение параметра целым неотрицательным числом.
4	Форматирование	Выведите результат в виде `Параметр timeout имеет значение 30`.
5	Файл	Прочитайте `settings.conf` и подсчитайте количество непустых строк, не начинающихся с `#`.

Содержимое файла settings.conf:

# Main settings
host = 192.168.1.10
port = 8080

# Timeouts
timeout = 30
retries = 5

debug = false

Вариант 13

№	Тип задачи	Описание задачи
1	Палиндром	Определите, является ли введённое слово палиндромом без учёта регистра.
2	Разбор журнала	Строку `192.168.1.15 LOGIN_FAILED` разделите на адрес и событие.
3	Проверка события	Проверьте, является ли событие `LOGIN_FAILED`.
4	Замена	Замените в строке `LOGIN_FAILED` символ `_` на пробел и переведите результат в нижний регистр.
5	Файл	Прочитайте `auth.log`, подсчитайте строки с `LOGIN_FAILED` и запишите их в `failed.log`.

Содержимое файла 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
192.168.1.30 LOGIN_FAILED
192.168.1.40 LOGIN_SUCCESS
192.168.1.50 LOGIN_FAILED

Вариант 14

№	Тип задачи	Описание задачи
1	Подсчёт букв	Подсчитайте количество гласных английских букв во введённой строке без учёта регистра.
2	Путь к файлу	Для строки `/var/log/nginx/access.log` выведите имя файла.
3	Проверка расширения	Проверьте, имеет ли имя файла расширение `.log`.
4	Замена	Замените символ `/` на `->` и выведите преобразованный путь.
5	Файл	В `paths.txt` находятся пути к файлам. Запишите в `logs.txt` только строки, оканчивающиеся на `.log`.

Содержимое файла paths.txt:

/var/log/nginx/access.log
/etc/hosts
/var/log/auth.log
/home/student/data.txt
/var/log/syslog
/opt/app/error.log
/etc/network/interfaces

Вариант 15

№	Тип задачи	Описание задачи
1	Очистка строки	Пользователь вводит строку. Удалите пробелы по краям.
2	Нормализация пробелов	Преобразуйте несколько пробелов между словами в один пробел с помощью `split()` и `join()`.
3	Формирование имени	Пользователь вводит имя узла и домен. Сформируйте `hostname.domain`.
4	Проверка имени	Определите, содержит ли сформированное имя только допустимые для этой задачи символы: буквы, цифры, дефисы и точки. Проверку выполните перебором символов.
5	Файл	Прочитайте `status.log`, создайте `offline.log` со строками, содержащими `offline` без учёта регистра, и выведите количество найденных записей.

Содержимое файла status.log:

srv01 online
srv02 offline
router-main ONLINE
printer01 offline
srv-backup Offline
pc-101 online
dc01 ONLINE

Контрольные вопросы

Что представляет собой строка в Python?
Как получить длину строки?
Чем положительные индексы отличаются от отрицательных?
Для чего используются срезы?
Что означает запись text[::-1]?
Почему строку называют неизменяемым типом данных?
Для чего используются strip(), lower() и upper()?
Чем оператор in отличается от метода find()?
Для чего используется replace()?
Что возвращает split()?
Для чего применяется join()?
Как выполнить поиск без учёта регистра?
Для чего используются startswith() и endswith()?
Чем isdigit(), isalpha() и isalnum() отличаются друг от друга?
Как совместить обработку строк с построчным чтением файла?