【Python】【整理】廖雪峯Python教程代碼整理——10、IO編程

10 IO編程

10.1 文件讀寫

10.1.1 讀文件

使用Python內置的open()函數，傳入文件名和標示符：

>>> f = open('/Users/michael/test.txt', 'r')

read()方法可以一次讀取文件的全部內容：

>>> f.read()
'Hello, world!'

調用close()方法關閉文件：

>>> f.close()

try … finally來實現：

try:
    f = open('/path/to/file', 'r')
    print(f.read())
finally:
    if f:
        f.close()

引入了with語句來自動幫我們調用close()方法：

with open('/path/to/file', 'r') as f:
    print(f.read())

readlines()：

for line in f.readlines():
    print(line.strip()) # 把末尾的'\n'刪掉

10.1.2 file-like Object

10.1.3 二進制文件

>>> f = open('/Users/michael/test.jpg', 'rb')
>>> f.read()
b'\xff\xd8\xff\xe1\x00\x18Exif\x00\x00...' # 十六進制表示的字節

10.1.4 字符編碼

讀取非UTF-8編碼的文本文件，例如，讀取GBK編碼的文件：

>>> f = open('/Users/michael/gbk.txt', 'r', encoding='gbk')
>>> f.read()
'測試'

忽略非法編碼字符：

>>> f = open('/Users/michael/gbk.txt', 'r', encoding='gbk', errors='ignore')

10.1.5 寫文件

>>> f = open('/Users/michael/test.txt', 'w')
>>> f.write('Hello, world!')
>>> f.close()

with語句來得保險：

with open('/Users/michael/test.txt', 'w') as f:
    f.write('Hello, world!')

傳入’a’以追加（append）模式寫入。

10.2 StringIO和BytesIO

StringIO

先創建一個StringIO，然後，像文件一樣寫入即可：

>>> from io import StringIO
>>> f = StringIO()
>>> f.write('hello')
5
>>> f.write(' ')
1
>>> f.write('world!')
6
>>> print(f.getvalue())
hello world!

讀取StringIO

>>> from io import StringIO
>>> f = StringIO('Hello!\nHi!\nGoodbye!')
>>> while True:
...     s = f.readline()
...     if s == '':
...         break
...     print(s.strip())
...
Hello!
Hi!
Goodbye!

BytesIO

創建一個BytesIO，然後寫入一些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'

用一個bytes初始化BytesIO，然後，像讀文件一樣讀取：

>>> from io import BytesIO
>>> f = BytesIO(b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87')
>>> f.read()
b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'

10.3 操作文件和目錄

查看操作系統類型：

>>> import os
>>> os.name # 操作系統類型
'posix'

獲取詳細的系統信息：

>>> os.uname()
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')

10.3.1 環境變量

查看：

>>> 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', ...})

獲取某個環境變量的值：

>>> os.environ.get('PATH')
'/usr/bin:/bin:/usr/sbin:/sbin:/usr/local/bin:/opt/X11/bin:/usr/local/mysql/bin'
>>> os.environ.get('x', 'default')
'default'

10.3.2 操作文件和目錄

查看、創建和刪除目錄：

# 查看當前目錄的絕對路徑:
>>> os.path.abspath('.')
'/Users/michael'
# 在某個目錄下創建一個新目錄，首先把新目錄的完整路徑表示出來:
>>> os.path.join('/Users/michael', 'testdir')
'/Users/michael/testdir'
# 然後創建一個目錄:
>>> os.mkdir('/Users/michael/testdir')
# 刪掉一個目錄:
>>> os.rmdir('/Users/michael/testdir')

拆分路徑

>>> os.path.split('/Users/michael/testdir/file.txt')
('/Users/michael/testdir', 'file.txt')

獲取文件擴展名：

>>> os.path.splitext('/path/to/file.txt')
('/path/to/file', '.txt')

重命名、刪除文件：

# 對文件重命名:
>>> os.rename('test.txt', 'test.py')
# 刪掉文件:
>>> os.remove('test.py')

列出當前目錄下的所有目錄：

>>> [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']

10.4 序列化

把一個對象序列化並寫入文件：

>>> import pickle
>>> d = dict(name='Bob', age=20, score=88)
>>> pickle.dumps(d)
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.'

pickle.dump()直接把對象序列化後寫入一個file-like Object：

>>> f = open('dump.txt', 'wb')
>>> pickle.dump(d, f)
>>> f.close()

反序列化:

>>> f = open('dump.txt', 'rb')
>>> d = pickle.load(f)
>>> f.close()
>>> d
{'age': 20, 'score': 88, 'name': 'Bob'}

10.4.1 JSON

把Python對象變成一個JSON：

>>> import json
>>> d = dict(name='Bob', age=20, score=88)
>>> json.dumps(d)
'{"age": 20, "score": 88, "name": "Bob"}'

把JSON反序列化爲Python對象：

>>> json_str = '{"age": 20, "score": 88, "name": "Bob"}'
>>> json.loads(json_str)
{'age': 20, 'score': 88, 'name': 'Bob'}

10.4.2 JSON進階

定義Student類，然後序列化：

import json

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

s = Student('Bob', 20, 88)
print(json.dumps(s))

失敗。爲Student專門寫一個轉換函數，再把函數傳進去即可：

def student2dict(std):
    return {
        'name': std.name,
        'age': std.age,
        'score': std.score
    }

Student實例首先被student2dict()函數轉換成dict，然後再被順利序列化爲JSON：

>>> print(json.dumps(s, default=student2dict))
{"age": 20, "name": "Bob", "score": 88}

把任意class的實例變爲dict：

print(json.dumps(s, default=lambda obj: obj.__dict__))

把JSON反序列化爲一個Student對象實例，loads()方法首先轉換出一個dict對象，然後，我們傳入的object_hook函數負責把dict轉換爲Student實例：

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>