python io 编程

文件读写

读取文件

# 完整写法
try:
    f = open('/path/to/file', 'r')
    print(f.read())
finally:
    if f:
        f.close()
# 简化版
with open('/path/to/file', 'r') as f:
    print(f.read())

# read()会一次性读取文件的全部内容，如果文件有10G，内存就爆了，可以：
# read()一次性读取最方便；如果不能确定文件大小，反复调用read(size)比较保险；如果是配置文件，调用readlines()最方便
for line in f.readlines():
    print(line.strip()) # 把末尾的'\n'删掉

# open()函数返回的这种有个read()方法的对象，在Python中统称为file-like Object(file-like Object不要求从特定类继承，只要写个read()方法就行).

写文件

# 完整写法
try:
    f = open('/path/to/file.txt', 'w')
    print(f.write('Hello, world!'))
finally:
    if f:
        f.close()
# 简化版
with open('/path/to/file.txt', 'w') as f:
    f.write('Hello, world!')

延展,非UTF-8编码的文本文件读写需要：

// 读：
#  二进制文件，比如图片、视频等等，用'rb'模式打开文件
>>> f = open('/Users/michael/test.jpg', 'rb')
>>> f.read()
b'\xff\xd8\xff\xe1\x00\x18Exif\x00\x00...' # 十六进制表示的字节

# 读取非UTF-8编码的文本文件,传入encoding参数
>>> f = open('/Users/michael/gbk.txt', 'r', encoding='gbk')
>>> f.read()
# 读取编码不规范的文件, 传入errors参数,'ignore'代表忽略
>>> f = open('/Users/michael/gbk.txt', 'r', encoding='gbk', errors='ignore')

// 写
#  二进制文件，比如图片、视频等等，用'rb'模式打开文件
with open('/Users/michael/test.txt', 'wb') as f:
    f.write(b'xxx')

# 读取非UTF-8编码的文本文件,传入encoding参数
with open('/Users/michael/test.txt', 'w', encoding='gbk') as f:
    f.write('')

✨✨✨✨✨：以'w'模式写入文件时，如果文件已存在，会直接覆盖（相当于删掉后新写入一个文件）。如果我们希望追加到文件末尾怎么办？可以传入'a'以追加（append）模式写入。

所有模式的定义及含义可以参考Python的官方文档。

StringIO和BytesIO

// 要把str写入StringIO
>>> from io import StringIO
>>> f = StringIO()
>>> f.write('hello')
5
>>> f.write(' ')
1
>>> f.write('world!')
6
>>> print(f.getvalue())
hello world!
// 读取StringIO
>>> from io import StringIO
>>> f = StringIO('Hello!\nHi!\nGoodbye!')
>>> while True:
...     s = f.readline()
...     if s == '':
...         break
...     print(s.strip())
...
Hello!
Hi!
Goodbye!

// 写bytes
>>> from io import BytesIO
>>> f = BytesIO()
>>> f.write('中文'.encode('utf-8'))
6
>>> print(f.getvalue())
b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'
//  读BytesIO
>>> from io import BytesIO
>>> f = BytesIO(b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87')
>>> f.read()
b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'

操作文件和目录

>>> import os
>>> os.name # 操作系统类型
'posix'
>>> os.uname() # 详细的系统信息（uname()函数在Windows上）
posix.uname_result(sysname='Darwin', nodename='MichaelMacPro.local', release='14.3.0', version='Darwin Kernel Version 14.3.0: Mon Mar 23 11:59:05 PDT 2015; root:xnu-2782.20.48~5/RELEASE_X86_64', machine='x86_64')
// 环境变量
>>> os.environ
environ({'VERSIONER_PYTHON_PREFER_32_BIT': 'no', 'TERM_PROGRAM_VERSION': '326', 'LOGNAME': 'michael', 'USER': 'michael', 'PATH': '/usr/bin:/bin:/usr/sbin:/sbin:/usr/local/bin:/opt/X11/bin:/usr/local/mysql/bin', ...})
>>> os.environ.get('PATH') # 获取PATH环境变量的值
'/usr/bin:/bin:/usr/sbin:/sbin:/usr/local/bin:/opt/X11/bin:/usr/local/mysql/bin'
>>> os.environ.get('x', 'default') 
'default'

// 操作文件和目录
# 查看当前目录的绝对路径:
>>> os.path.abspath('.')
'/Users/michael'
# 在某个目录下创建一个新目录，首先把新目录的完整路径表示出来:
>>> os.path.join('/Users/michael', 'testdir')
'/Users/michael/testdir'
# 然后创建一个目录:
>>> os.mkdir('/Users/michael/testdir')
# 删掉一个目录:
>>> os.rmdir('/Users/michael/testdir')
# 路径追加
os.path.join()
# 路径拆分
>>> os.path.split('/Users/michael/testdir/file.txt')
('/Users/michael/testdir', 'file.txt')
# 扩展名拆分
>>> os.path.splitext('/path/to/file.txt')
('/path/to/file', '.txt')
# 对文件重命名:
>>> os.rename('test.txt', 'test.py')
# 删掉文件:
>>> os.remove('test.py')
// 应用
# 列出当前目录下的所有目录
>>> [x for x in os.listdir('.') if os.path.isdir(x)]
['.lein', '.local', '.m2', '.npm', '.ssh', '.Trash', '.vim', 'Applications', 'Desktop', ...]
#  列出所有的.py文件
>>> [x for x in os.listdir('.') if os.path.isfile(x) and os.path.splitext(x)[1]=='.py']
['apis.py', 'config.py', 'models.py', 'pymonitor.py', 'test_db.py', 'urls.py', 'wsgiapp.py']

>>> dir(os)
['CLD_CONTINUED', 'CLD_DUMPED', 'CLD_EXITED', 'CLD_TRAPPED', 'DirEntry', 'EX_CANTCREAT', 'EX_CONFIG', 'EX_DATAERR', 'EX_IOERR', 'EX_NOHOST', 'EX_NOINPUT', 'EX_NOPERM', 'EX_NOUSER', 'EX_OK', 'EX_OSERR', 'EX_OSFILE', 'EX_PROTOCOL', 'EX_SOFTWARE', 'EX_TEMPFAIL', 'EX_UNAVAILABLE', 'EX_USAGE', 'F_LOCK', 'F_OK', 'F_TEST', 'F_TLOCK', 'F_ULOCK', 'MutableMapping', 'NGROUPS_MAX', 'O_ACCMODE', 'O_APPEND', 'O_ASYNC', 'O_CLOEXEC', 'O_CREAT', 'O_DIRECTORY', 'O_DSYNC', 'O_EXCL', 'O_EXLOCK', 'O_NDELAY', 'O_NOCTTY', 'O_NOFOLLOW', 'O_NONBLOCK', 'O_RDONLY', 'O_RDWR', 'O_SHLOCK', 'O_SYNC', 'O_TRUNC', 'O_WRONLY', 'POSIX_SPAWN_CLOSE', 'POSIX_SPAWN_DUP2', 'POSIX_SPAWN_OPEN', 'PRIO_PGRP', 'PRIO_PROCESS', 'PRIO_USER', 'P_ALL', 'P_NOWAIT', 'P_NOWAITO', 'P_PGID', 'P_PID', 'P_WAIT', 'PathLike', 'RTLD_GLOBAL', 'RTLD_LAZY', 'RTLD_LOCAL', 'RTLD_NODELETE', 'RTLD_NOLOAD', 'RTLD_NOW', 'R_OK', 'SCHED_FIFO', 'SCHED_OTHER', 'SCHED_RR', 'SEEK_CUR', 'SEEK_DATA', 'SEEK_END', 'SEEK_HOLE', 'SEEK_SET', 'ST_NOSUID', 'ST_RDONLY', 'TMP_MAX', 'WCONTINUED', 'WCOREDUMP', 'WEXITED', 'WEXITSTATUS', 'WIFCONTINUED', 'WIFEXITED', 'WIFSIGNALED', 'WIFSTOPPED', 'WNOHANG', 'WNOWAIT', 'WSTOPPED', 'WSTOPSIG', 'WTERMSIG', 'WUNTRACED', 'W_OK', 'X_OK', '_Environ', '__all__', '__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', '_check_methods', '_execvpe', '_exists', '_exit', '_fspath', '_fwalk', '_get_exports_list', '_putenv', '_spawnvef', '_unsetenv', '_wrap_close', 'abc', 'abort', 'access', 'altsep', 'chdir', 'chflags', 'chmod', 'chown', 'chroot', 'close', 'closerange', 'confstr', 'confstr_names', 'cpu_count', 'ctermid', 'curdir', 'defpath', 'device_encoding', 'devnull', 'dup', 'dup2', 'environ', 'environb', 'error', 'execl', 'execle', 'execlp', 'execlpe', 'execv', 'execve', 'execvp', 'execvpe', 'extsep', 'fchdir', 'fchmod', 'fchown', 'fdopen', 'fork', 'forkpty', 'fpathconf', 'fsdecode', 'fsencode', 'fspath', 'fstat', 'fstatvfs', 'fsync', 'ftruncate', 'fwalk', 'get_blocking', 'get_exec_path', 'get_inheritable', 'get_terminal_size', 'getcwd', 'getcwdb', 'getegid', 'getenv', 'getenvb', 'geteuid', 'getgid', 'getgrouplist', 'getgroups', 'getloadavg', 'getlogin', 'getpgid', 'getpgrp', 'getpid', 'getppid', 'getpriority', 'getsid', 'getuid', 'initgroups', 'isatty', 'kill', 'killpg', 'lchflags', 'lchmod', 'lchown', 'linesep', 'link', 'listdir', 'lockf', 'lseek', 'lstat', 'major', 'makedev', 'makedirs', 'minor', 'mkdir', 'mkfifo', 'mknod', 'name', 'nice', 'open', 'openpty', 'pardir', 'path', 'pathconf', 'pathconf_names', 'pathsep', 'pipe', 'popen', 'posix_spawn', 'posix_spawnp', 'pread', 'putenv', 'pwrite', 'read', 'readlink', 'readv', 'register_at_fork', 'remove', 'removedirs', 'rename', 'renames', 'replace', 'rmdir', 'scandir', 'sched_get_priority_max', 'sched_get_priority_min', 'sched_yield', 'sendfile', 'sep', 'set_blocking', 'set_inheritable', 'setegid', 'seteuid', 'setgid', 'setgroups', 'setpgid', 'setpgrp', 'setpriority', 'setregid', 'setreuid', 'setsid', 'setuid', 'spawnl', 'spawnle', 'spawnlp', 'spawnlpe', 'spawnv', 'spawnve', 'spawnvp', 'spawnvpe', 'st', 'stat', 'stat_result', 'statvfs', 'statvfs_result', 'strerror', 'supports_bytes_environ', 'supports_dir_fd', 'supports_effective_ids', 'supports_fd', 'supports_follow_symlinks', 'symlink', 'sync', 'sys', 'sysconf', 'sysconf_names', 'system', 'tcgetpgrp', 'tcsetpgrp', 'terminal_size', 'times', 'times_result', 'truncate', 'ttyname', 'umask', 'uname', 'uname_result', 'unlink', 'unsetenv', 'urandom', 'utime', 'wait', 'wait3', 'wait4', 'waitpid', 'walk', 'write', 'writev']
>>> dir(os.path)
['__all__', '__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', '_get_sep', '_joinrealpath', '_varprog', '_varprogb', 'abspath', 'altsep', 'basename', 'commonpath', 'commonprefix', 'curdir', 'defpath', 'devnull', 'dirname', 'exists', 'expanduser', 'expandvars', 'extsep', 'genericpath', 'getatime', 'getctime', 'getmtime', 'getsize', 'isabs', 'isdir', 'isfile', 'islink', 'ismount', 'join', 'lexists', 'normcase', 'normpath', 'os', 'pardir', 'pathsep', 'realpath', 'relpath', 'samefile', 'sameopenfile', 'samestat', 'sep', 'split', 'splitdrive', 'splitext', 'stat', 'supports_unicode_filenames', 'sys']

✨✨✨✨✨：Python的os模块封装了操作系统的目录和文件操作，要注意这些函数有的在os模块中，有的在os.path模块中。

序列化（变量从内存中变成可存储或传输的过程称之为序列化）

pickle 用dumps()函数序列化，用load()反序列化

// 用pickle序列化为bytes：
>>> import pickle
>>> d = dict(name='Bob', age=20, score=88)
>>> pickle.dumps(d) # pickle.dumps()方法把任意对象序列化成一个bytes，然后，就可以把这个bytes写入文件
b'\x80\x03}q\x00(X\x03\x00\x00\x00ageq\x01K\x14X\x05\x00\x00\x00scoreq\x02KXX\x04\x00\x00\x00nameq\x03X\x03\x00\x00\x00Bobq\x04u.'
// 用pickle序列化为bytes并存入到file-like Object
>>> f = open('dump.txt', 'wb')
>>> pickle.dump(d, f)  // pickle.dump()直接把对象序列化后写入一个file-like Object
>>> f.close()
// 读取数据并用pickle反序列化为对象
>>> f = open('dump.txt', 'rb')
>>> d = pickle.load(f)
>>> f.close()
>>> d
{'age': 20, 'score': 88, 'name': 'Bob'}

json格式化相关

// 序列化
>>> import json
>>> d = dict(name='Bob', age=20, score=88)
>>> json.dumps(d)  # dumps()方法返回一个str，内容就是标准的JSON
'{"age": 20, "score": 88, "name": "Bob"}'
// 反序列化
>>> json_str = '{"age": 20, "score": 88, "name": "Bob"}'
>>> json.loads(json_str)
{'age': 20, 'score': 88, 'name': 'Bob'}

模型转化：

import json

class Student(object):
    def __init__(self, name, age, score):
        self.name = name
        self.age = age
        self.score = score

// 实例变量序列化
def student2dict(std):
    return {
        'name': std.name,
        'age': std.age,
        'score': std.score
    }

s = Student('Bob', 20, 88)

>>> print(json.dumps(s, default=student2dict))
{"age": 20, "name": "Bob", "score": 88}
// 实例变量反序列化
def dict2student(d):
    return Student(d['name'], d['age'], d['score'])

>>> json_str = '{"age": 20, "score": 88, "name": "Bob"}'
>>> print(json.loads(json_str, object_hook=dict2student))
<__main__.Student object at 0x10cd3c190>