ターミナルの結果をファイルへ保存

Question

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

pi = np.pi

def f1_1(tau,fai21:float):
    return fai21

def f2_1(tau,fai11,fai21:float):
    return ((i/2)-np.sin(fai11)-fai21+i_a-j) / BC

def f1_2(tau,fai22:float):
    return fai22

def f2_2(tau,fai12,fai22:float):
    return ((i/2)-np.sin(fai12)-fai22+i_b+j) / BC

BC = 4
BL = 0.2

a = 0
b = 100
N = 20000
h = (b-a)/N

j = 0.0
i_a = 0.0
i_b = 0.0
fai11 = 0.0
fai21 = 0.0
fai12 = 0.0
fai22 = 0.0
#fai_a = 0.0
s = float()
v = float()

with open("sample.txt", 'a') as f:

    for fai_a in np.arange(0, 2, 0.05):

        for i in np.arange(0, 4, 0.02):

             for k in range(0, N, 1):
                 tau = k * h
                 k1_1 = h * f1_1(tau,fai21)
                 d1_1 = h * f2_1(tau,fai11, fai21)
                 k2_1 = h * f1_1(tau,fai21 + d1_1/2)
                 d2_1 = h * f2_1(tau,fai11 + k1_1/2,  fai21 + d1_1/2)
                 k3_1 = h * f1_1(tau,fai21 + d2_1/2)
                 d3_1 = h * f2_1(tau,fai11 + k2_1/2 , fai21 +d2_1/2)
                 k4_1 = h * f1_1(tau,fai21 + d3_1)
                 d4_1 = h * f2_1(tau,fai11 + k3_1 , fai21 + d3_1)     
                 fai11 += 1/6 * (k1_1 + 2 * k2_1 + 2 * k3_1 + k4_1) 
                 fai21 += 1/6 * (d1_1 + 2 * d2_1 + 2 * d3_1 + d4_1) 
        
                 k1_2 = h * f1_2(tau,fai22)
                 d1_2 = h * f2_2(tau,fai12, fai22)
                 k2_2 = h * f1_2(tau,fai22 + d1_2/2)
                 d2_2 = h * f2_2(tau,fai12 + k1_2/2, fai22 + d1_2/2)
                 k3_2 = h * f1_2(tau,fai22 + d2_2/2)
                 d3_2 = h * f2_2(tau,fai12 + k2_2/2, fai22 + d2_2/2)
                 k4_2 = h * f1_2(tau,fai22 + d3_2)
                 d4_2 = h * f2_2(tau,fai12 + k3_2, fai22 + d3_2)     
                 fai12 += 1/6 * (k1_2 + 2 * k2_2 + 2 * k3_2 + k4_2) 
                 fai22 += 1/6 * (d1_2 + 2 * d2_2 + 2 * d3_2 + d4_2)
        
                 j = (fai11-fai12-2*pi*fai_a) / (BL*pi)
    
                 if k > 6000:
                    s += fai21
    
             v = s / 14000
             print("{:.2f} {:.10f} {:.2f}".format(fai_a, v, i),file=f) 
              
             s = 0
     

    for fai_a in np.arange(2, 0, -0.05):

        print(fai_a)

        for i in np.arange(4, 0, -0.02):

             for k in range(0, N, 1):
                 tau = k * h
                 k1_1 = h * f1_1(tau,fai21)
                 d1_1 = h * f2_1(tau,fai11 , fai21)
                 k2_1 = h * f1_1(tau,fai21 + d1_1/2)
                 d2_1 = h * f2_1(tau,fai11 + k1_1/2,  fai21 + d1_1/2)
                 k3_1 = h * f1_1(tau,fai21 + d2_1/2)
                 d3_1 = h * f2_1(tau,fai11 + k2_1/2 , fai21 +d2_1/2)
                 k4_1 = h * f1_1(tau,fai21 + d3_1)
                 d4_1 = h * f2_1(tau,fai11 + k3_1 , fai21 + d3_1 )     
                 fai11 += 1/6 * (k1_1 + 2 * k2_1 + 2 * k3_1 + k4_1) 
                 fai21 += 1/6 * (d1_1 + 2 * d2_1 + 2 * d3_1 + d4_1) 
    
                 k1_2 = h * f1_2(tau,fai22)
                 d1_2 = h * f2_2(tau,fai12 , fai22)
                 k2_2 = h * f1_2(tau,fai22 + d1_2/2)
                 d2_2 = h * f2_2(tau,fai12 + k1_2/2,  fai22 + d1_2/2)
                 k3_2 = h * f1_2(tau,fai22 + d2_2/2)
                 d3_2 = h * f2_2(tau,fai12 + k2_2/2 , fai22 +d2_2/2)
                 k4_2 = h * f1_2(tau,fai22 + d3_2)
                 d4_2 = h * f2_2(tau,fai12 + k3_2 , fai22 + d3_2 )     
                 fai12 += 1/6 * (k1_2 + 2 * k2_2 + 2 * k3_2 + k4_2) 
                 fai22 += 1/6 * (d1_2 + 2 * d2_2 + 2 * d3_2 + d4_2)
        
                 j = (fai11-fai12-2*pi*fai_a) / (BL*pi)
        
                 if k > 6000:
                    s += fai22
    
             v = s / 14000
             
             print("{:.2f} {:.10f} {:.2f}".format(fai_a, v, i), file=f)

             s = 0
    
```このコードをファイルに保存せずに実行すると、
```python
0.00 0.0000000000 0.00
0.00 -0.0000004735 0.02
0.00 -0.0000004695 0.04
0.00 -0.0000004629 0.06
0.00 -0.0000004537 0.08
0.00 -0.0000004417 0.10
0.00 -0.0000004271 0.12
0.00 -0.0000004097 0.14
0.00 -0.0000003896 0.16
0.00 -0.0000003667 0.18
　　　　　　.  
　　　　　　.


```のように正しく回るのですが、上のコードのように、ファイルに保存するコードを入力して実行するとピクリとも動かなくなってしまいます。sampleファイルをのぞいてみても、何も保存されていませんでした。どこを修正すれば保存できるようになるでしょうか。

Comments

[takasima20]

コマンドラインでリダイレクトしたら?

[quickquip]

「思っているところと違う場所にある」可能性があるので、OSと、どう実行しているかを書いた方がいいかもしれません。

Answer 1

上のコードのように、ファイルに保存するコードを入力して実行するとピクリとも動かなくなってしまいます。sampleファイルをのぞいてみても、何も保存されていませんでした。どこを修正すれば保存できるようになるでしょうか。

明示されてませんが、文章の雰囲気から、実行中のプログラムの出力ファイルを見ているのでしょうか？
であれば、しばらく待ちましょう。
実際にファイルに書かれるのは、プログラムからの書き込みデータが溜まってからまとめてです。printしたからと言ってそのタイミングでリアルタイムで書かれるわけじゃないです。

ファイルに書きたいが、目でもリアルタイムで確認したいので、ファイルに即座に書いて欲しいという場合は、書く都度f.flush()するという方法もありますが、余計な処理になるので、ディスクアクセス回数が数十倍・数百倍になり全体の実行時間も延びます。エディターでファイル編集時に、一文字入力するたびに保存することと意味的には同じです。

別案としては、標準出力に書くようにしておいて、teeコマンドでファイルにも書くか。
python3 -u /path/to/file.py | tee sample.txt
（追加書きなら、tee -a sample.txt）

追記：標準出力をバッファリングしないよう-uが必要。

Comments

[Ackngawe.-]

なるほど、、
つまりは実行は正常にされていて、それを確認しようとなると時間が余計にかかってしまうから終わるのを辛抱強く待ったほうがよいということですね。

[angel_p_57]

別に tee を使う案は良いと思いますが

> 書く都度f.flush()するという方法もありますが、余計な処理になるので、ディスクアクセス回数が数十倍・数百倍になり全体の実行時間も延びます。

それはflushの頻度次第でしょうし、OSに出力要求を行う回数であって、ディスクアクセスと同義ではないので「ディスクアクセス回数が数十倍・数百倍になり」は流石に煽り過ぎです。

別の方のコメントで「40 x 200 x 20000 = 160000000 回処理回ってますね」とあり、printは、40 x 200 回行われる予定 ( 20000回反復のループ1回に対してprint一回 ) なので、print毎にflushでも負荷としての影響はさほどでもないと判断できます。
※というか、一度ループ回数を減らして試験的に実行して、負荷状況を比較してみれば良いのでは、とも。

[otn]

20バイトほど書くたびにflushしていると、OSへの出力要求が数百倍になって、それが低頻度で行われるとすると、次のOSへの出力要求までの間にディスクに書かれるのではと思いました。頻度は想像ですが。

> 流石に煽り過ぎです。
「だったら、ファイルにprintしたら常にflush」と思ってしまわないようにという思いが、言葉の選択に影響していた面はありますね。
実行時間的には、おそらく計算の時間が長いのでしょうから、たいした負荷でないという判断は言えそうです。

[otn]

補足：
パイプを使う方法ですが、出力先がパイプだとブロック単位のバッファリング（手元の環境だと8KBごと）になってしまうので、リアルタイムにはなりませんね。
python -u で標準出力のバッファリングをオフにする必要があります（もしくはプログラム中でそういう設定に変更するコードにするか）。回答は書き直しておきます。

[Ackngawe.-]

ありがとうございます。
実際に辛抱強く回してみたら今やっとコードの処理ができていました。
みなさんのコメントはこれから参考にさせていただきます！

Answer 2

単に処理に時間がかかっているだけでは？
for k in range(0, N, 1):のあとにprint(fai_a, i, k)を入れてみましたが
この多重ループを抜ける気配がありませんでした。

Comments

[Ackngawe.-]

時間がかかるのはわかってはいるのですが、なぜかターミナルに実行結果が表示されず、保存先にもなにも保存されません。
おそらく実行が何かしらの原因で止まってしまっているのではないかと思うのですが、、

[can110]

printの出力先をfileにしているので、当然ターミナルには表示されません。
また、処理が終了しないとファイルにも保存されません。
止まっているかどうかは、私の回答のように単純なprint文を入れてみれば確認できます。

Answer 3

最初の部分を以下に変更して実行してください。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import os
print('カレントディレクトリは', os.getcwd())

そしてそこで表示されるディレクトリにある"sample.txt"をエディタで見るか、catなどのコマンドで表示してください。

Comments

[Ackngawe.-]

実行してみたのですが、”カレントディレクトリは”と表示されてそのほかにはなにも起きませんでした。

Answer 4

参考にしてみてください

https://eng-entrance.com/linux-redirect

Answer 5

こんばんわ。

元のソースコードに手を加えたくないのであれば、

ファイルにリダイレクトすればよいのではないでしょうか？

Comments

[Ackngawe.-]

回答ありがとうございます。
すみません、、プログラミング初心者でリダイレクトの意味を調べてみたのですがよく理解できませんでした。このコードの書き方ではリダイレクトは出来ていないのですか？

[srsnsts]

コメントありがとうございます。
リダイレクトというのは直訳では向きを変えるといった意味ですけど、
コンピュータの世界では出力先を変更する、という意味になります。

もともとのプログラム、print文で画面に変数の内容を出力していたと思うんですけど、
以下のように実行することで、出力先を画面からファイルにできます。
しかも、元のプログラムに手を入れる必要はありません。

$ python3 python_file_name.py > test.txt

上記の例では出力先を画面から test.txt ファイルに切り替えています。

[Ackngawe.-]

やってみたのですが、$のマークが使えずエラーが起きてしまいました、、

[srsnsts]

ええと、$はプロンプトを意味するので入力しなくていいですよ。
python3 っていうのも、私の環境でのことなので、そっちでは違ってるかもしれませんね。
そこら辺確認してみて下さい。
OSはWindowsですか、Macですか、それともUNIX系ですか？

[Ackngawe.-]

勉強不足で申し訳ありません、、
Windowsです。

[srsnsts]

コメントありがとうございます。
> 勉強不足で申し訳ありません、、
気にしなくていいですよ。
エラーってどんなエラー起きました？

[Ackngawe.-]

$ python3 python_file_name.py > test.txt
^
SyntaxError: invalid syntax
このようなエラーが起きました。

[srsnsts]

ああ、そこね。了解。
$ これ書いたからだわ。
他の人のコメントも見てるんだけど、正常終了しないっぽいですね。

余談ですけどルンゲクッタ法で微分方程式を解いてますか？

[Ackngawe.-]

なるほど、、
そうです！

[srsnsts]

なるほど、ちょっとコード見てみましょうか。
入出力切り替えだけの問題ではなさそうな気もしますしね。

[srsnsts]

コード見ましたけど、
40 x 200 x 20000 = 160000000 回処理回ってますね。
そりゃ終わらないわ。
ルンゲクッタ法で微分方程式を解くのに多重ループ必要なかったと思いますけど、
どんな微分方程式を解こうとしているのか、説明してもらっていいですか？
あ、説明はコメントではなく回答に記載してほしいです。