python之数据的存储，保存，以及生成和重构

存储数据：

很多程序都要求用户输入某种信息，如让用户储存游戏首选项或提供可视化的数据，不管关注点是什么程序，都把用户提供的信息储存在列表和字典等数据结构中，用户关闭程序时，总是要保存他们提供的信息，一种简单的方式是使用模块json来储存数据。

Json( JavaScript object notation)格式最初是为Java
Script开发的，但随后成了一种常见的格式，被包括Python在内的众多语言中采用。

使用json.dump()和json.load()

import json#导入json模块
numbers=[2,3,4,5,7,11,13]#创建数字列表
filename='numbers.json'#指定数字列表要存放到那个文件中
#通常使用文件扩展名.json来指出文件存储的数据为JSON格式
with open(filename,'w') as f:#以写的方式打开文件
    json.dump(numbers,f)#使用json.dump()函数将数字列表存储到文件numbers.json中

这个程序没有输出，但我们可以通过读的方式打开numbers.json文件

import json
numbers=[2,3,4,5,7,11,13]
filename='numbers.json‘
with open(filename,'w') as f:
    number=f.read()
print(number)

[2, 3, 4, 5, 7, 11, 13]

下面再编写一个程序，使用json.load()将列表读取到内存中：

import json
numbers=[2,3,4,5,7,11,13]
filename='numbers.json'
with open(filename) as f:
    number=json.load(f)#使用json.load()函数加载存储在numbers.json中的信息，并将其赋给变量number
print(number)

[2, 3, 4, 5, 7, 11, 13]

这是一种程序之间共享数据的简单方式。

保存和读取用户生成的数据：

使用json保存用户生成的数据大有裨益，因为如果不以某种方式存储，用户的信息会在程序运行时丢失。

举例：
存入数据：

import json
filename='username.json'
usersname=input("请输入你的名字：")
with open(filename,'w') as f:
    json.dump(usersname,f)#储存数据
    print(f"我已经把你的名字存入我的内存了,{usersname}")

请输入你的名字：易烊千玺
我已经把你的名字存入我的内存了,易烊千玺

输出存入的数据：

import json
filename='username.json'
with open(filename) as f:
    usersname=json.load(f)#读取数据并赋值给变量usersname
    print(f"欢迎回来,{usersname}")

欢迎回来,易烊千玺

上述这种方法虽然可行，但是由于涉及了两个程序会显得比较麻烦，那么我们怎么才能将这两个程序合并成一个呢？
既然有数据的输入和输出，那么是不是就会存在我们读取的数据不存在的情况，说到这里，不知道大家是否能想起来我们之前学习的文件异常哪里有个try-except代码块好像可以将两者联系起来。
那就浅浅的尝试一下：

import json
filename='username1.json'
try:
    with open(filename) as f:  #尝试打开username1.json
        usersname=json.load(f)#如果该文件存在，就将其文件中包含的用户名读取到内存中，然后执行else语句
except FileNotFoundError:#如果首次运行该程序，将会发生文件不存在，此时进入except代码块
    usersname = input("请输入你的名字：")#输入名字
    with open(filename,'w') as f:
        json.dump(usersname,f)#将写入的数据进行存储
        print(f"hi，{usersname}")
else:
    print(f"欢迎回来，{usersname}")

当首次执行该程序时：

请输入你的名字：jam
hi，jam

第二次及以上运行：

欢迎回来，jam

重构：

代码能够成功运行，但通过将其划分为一系列完成具体工作的函数，还可以进行改进，这样的过程，称为重构。

重构能够使代码更加清晰，更易于理解，更容易扩展。

假如，现在我想对上面例子中的文件进行重构，可将其大部分放到一个或多个函数中，该文件的重构是向用户发送信息。
代码如下：

import json
def greet_user():
    filename='username6.json'
    try:#给已存储的用户传递问候语
        with open(filename) as f:
            usersname=json.load(f)
    except FileNotFoundError:
        usersname = input("请输入你的名字：")#未存储的提示输入姓名
        with open(filename,'w') as f:
            json.dump(usersname,f)
            print(f"hi，{usersname}")
    else:
            print(f"欢迎回来，{usersname}")
greet_user()

上面程序中的greet_user不仅是给用户传递一条消息，还在存储了用户名时获取用户名，没有存储用户名时提示用户输入。

import json
def get_sorted_username():#读取已存储的用户名
    filename="username1.json"
    try:
        with open(filename) as f:
            username=json.load(f)
    except FileNotFoundError:
        return None#不存在返回None
    else:
        return username#存在返回用户名
def greet_user():
    username=get_sorted_username()
    if username:
        print(f"欢迎回来,{username}")
    else:
        username=get_new_name()
        filename='username1.json'
        with open(filename,'w') as f:
            json.dump(username,f)
            print(f"hi，{username}")

greet_user()

新增的函数 get_stored_ username()目标明确，filename='username6.json’文档字符串指出了这一点，如果存储了用户名，该函数就获取并返回它；如果文件 username.json 不存在，该函数就返回 None。这是一种不错的做法：函数要么返回预期的值，要么返回 None。
这让我们能够使用函数的返回值，做简单的测试。在if username处如果成功地获取了用户名，就打印一条欢迎用户回来的消息，否则提示用户输人用户名。

还需要重构 greet_user()中的另一个代码块,将没有存储用户名时提示用户输入的代码放在一个独立的函数中：

这种方法虽然代码看起来繁多，但实际每个函数都在执行单一的任务。

import json
def get_sorted_username():#读取已存储的用户名
    filename="username1.json"
    try:
        with open(filename) as f:
            username=json.load(f)
    except FileNotFoundError:
        return None
    else:
        return username
def get_new_name():#获取并存储新用户的名称
    username = input("请输入你的名字：")
    filename = 'username1.json'
    with open(filename, 'w')as f:
        json.dump(username, f)
    return username
def greet_user():
    username=get_sorted_username()
    if username:
        print(f"欢迎回来,{username}")
    else:
        username=get_new_name()
        filename='username1.json'
        with open(filename,'w') as f:
            json.dump(username,f)
            print(f"hi，{username}")

greet_user()

而在我们调用greet_user函数时，程序要么输出欢迎老用户回来，要么问候新用户。

hi,lisa

欢迎回来，lisa