.. _datoteke:

Datoteke
========

.. _datoteke_txt:

Tekstualne datoteke
-------------------

Primjer koji upisuje neka slova i brojeve u datoteku.

        .. literalinclude:: txt1.py
          :language: python


Rezultat je datoteka:

        .. literalinclude:: txt1.txt



U C-u je običaj štedljivo učitavati ono što je potrebno broj po broj slovo po slovo. U pythonu je običaj učitati odjednom sve a nakon toga analizirati.



.. tabularcolumns:: p{ 2.031560398505604in } p{ 2.708747198007472in } p{ 2.031560398505604in } 

.. list-table::
  :header-rows: 0

  *
    -
        .. literalinclude:: txt2.py
          :language: python
        .. literalinclude:: txt2.py.filtered
          :language: text

        Sadržaj učitan u jedan veliki string.
    -
        .. literalinclude:: txt3.py
          :language: python
        .. literalinclude:: txt3.py.filtered
          :language: text

        Sadržaj učitan kao lista stringova: jedan red = jedan string.
    -
        .. literalinclude:: txt4.py
          :language: python
        .. literalinclude:: txt4.py.filtered
          :language: text

        Sadržaj učitan kao lista stringova. Zatim svaki red rastavljen u listu stringova. Zadnji element liste pretvaramo u ``float`` i ispisujemo. Ostatak liste ispisujemo kako jest.

.. note:: Datoteke se zatvaraju u trenutku napuštanja :keyword:`with` bloka, tj. nakon izvršenja zadnje naredbe u :keyword:`with` bloku.

Tekstualni format JSON
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

JSON omogućuje lagano prebacivanje iz kombinacije dictionary+list+osnovni tipovi u string **i obratno**. Time se lako mogu iz datoteke učitati npr. ulazni podaci za program.
  
.. čestice = [{'rb':1, 'naziv':'prva čestica', 'm':10, 'x':0.0, 'y':0.0}, {'rb':2, 'naziv':'druga čestica', 'm':20, 'x':1.0, 'y':1.1}]

.. literalinclude:: txt_json_0.py.filtered
  :language: pycon

U gornjem primjeru smo pomoću :func:`json.dumps` prebacili sadržaj varijable u string. 
Pomoću :func:`json.dump` sadržaj varijable upisujemo u datoteku.

.. literalinclude:: txt_json_x.py
  :language: python


U datoteci je upisano:

.. literalinclude:: json1.txt

Učitavanje iz stringa radimo pomoću :func:`json.loads`
a iz datoteke pomoću :func:`json.load`.

.. literalinclude:: txt_json_2.py
  :language: python
.. literalinclude:: txt_json_2.py.filtered
  :language: text
        
.. _datoteke_bin:

Binarne datoteke
-----------------

Strukture
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

C interno u memoriji drži samo gole podatke koje je stoga lako direktno prepisati iz memorije u datoteku. Python interno u memoriji drži puno više dodatnih informacija pa je potrebno prije upisa u datoteku izvući same podatke u obliku **liste byteova**. To se radi pomoću funkcije :func:`struct.pack`.
        
        .. literalinclude:: structpack01.py.filtered
          :language: pycon

Slijedi primjeri koji upisuju i čitaju riječ, ``int`` i ``double`` u datoteku.


.. tabularcolumns:: p{ 3.4689559983395597in } p{ 3.4689559983395597in }
.. list-table::
  :header-rows: 0

  *
    -
        .. literalinclude:: bin1.py
          :language: python
        .. literalinclude:: bin1.py.filtered
          :language: text




        Oznaka ``10sid`` sastoji se od ``10s``, ``i``, ``d``. To znači da će se sastaviti struktura u kojoj će string zauzimati 10 byteova nakon kojih slijede int i double. Pri tome se ubacuje isti *alignment* kao u C-u. Više o oznakama za kodiranje strukture na https://docs.python.org/3/library/struct.html#byte-order-size-and-alignment i na https://docs.python.org/3/library/struct.html#format-characters.
        
        Pomoću programa ``hexdump`` možemo vidjeti sadržaj binarnih datoteka. U terminal upišemo ``hexdump bin1.bin``



    -
        .. literalinclude:: bin1.c
          :language: c
        .. literalinclude:: bin1.c.filtered
          :language: text



        U terminal upišemo ``hexdump bin2.bin``.

  *
    -
        .. literalinclude:: bin1.bin.filtered
          :language: text

        Vidimo da je sadržaj datoteke ``bin1.bin`` napravljene iz pythona isti kao datoteke ``bin2.bin`` napravljene iz C-a.
    -

        .. literalinclude:: bin2.bin.filtered
          :language: text

  *
    -
        Učitavanje iz datoteke:
        
        .. literalinclude:: bin2.py
          :language: python
        .. literalinclude:: bin2.py.filtered
          :language: text
    -
        .. literalinclude:: bin2.c
          :language: c
        .. literalinclude:: bin2.c.filtered
          :language: text



Homogena polja
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

Python omogućuje i homogena polja tj. ona koja sadrže elemente istog tipa. 
Prilikom inicijalizacije potrebno je navesti tip podataka za elemente.

.. literalinclude:: bin_array_0.py.filtered
  :language: pycon


.. tabularcolumns:: p{ 3.4689559983395597in } p{ 3.4689559983395597in }
.. list-table::
  :header-rows: 0

  *
    -

      Byteove koje definiraju polje možemo dobiti pomoću :meth:`array.tobytes` i nakon toga ih možemo upisati u datoteku. 
      Također je moguće direktno upisivanje iz polja u datoteku pomoću :meth:`array.tofile`.
      
      .. literalinclude:: bin_array_1.py
        :language: python
      .. literalinclude:: bin_array_1.py.filtered
        :language: text
    -
      .. literalinclude:: bin_array1.c
        :language: c
      .. literalinclude:: bin_array1.c.filtered
        :language: text

      
  *
    -

      .. literalinclude:: bin_array1.bin.filtered
        :language: text
    -
    
      .. literalinclude:: bin_array2.bin.filtered
        :language: text

      Vidimo da su rezultati prethodnih programa isti.

  *
    -

      Byteove koji definiraju elemente polja možemo interpretirati kao elemente i dodati ih u postojeće polje pomoću 
      :meth:`array.frombytes`. Također je moguće 
      byteove elemenata zapisanih u datoteku pročiti i dodati u postojeće polje pomoću
      :meth:`array.fromfile`.

      .. literalinclude:: bin_array_2.py
        :language: python
      .. literalinclude:: bin_array_2.py.filtered
        :language: text
      
    -
      .. literalinclude:: bin_array2.c
        :language: c
      .. literalinclude:: bin_array2.c.filtered
        :language: text