人工智能之Python13 文件IO

布满荆棘的人生 2022-05-31 07:59 137阅读 0赞

在你编写代码的时候，操作系统为了更快的做出响应，把所有当前的数据都放在内存中，因为内存和cpu数据传输的速度要比在硬盘和cpu之间传输的速度快很多，但不足时一旦机器断点，所有的数据就会丢失，所以此时需要文件存储

## 文件 ##

### 打开文件 ###

Python使用open()方法来打开并返回文件对象：

open(file, mode='r', buffering=None, encoding=None, errors=None, newline=None, closefd=True)

1.  file: 传入的文件名,如果只有文件名，不带路径的话，那么Python会在当前文件夹中去找到该文件并打开
2.  mode: 指定文件打开模式

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>打开模式</th> 
   <th>执行操作</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>r</td> 
   <td>以只读方式打开文件（默认）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>w</td> 
   <td>以写入的方式打开文件</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>x</td> 
   <td>如果文件已存在，是用这种方式打开会出现异常</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>a</td> 
   <td>以写入模式打开文件，如果文件已存在，则在文件默认追加写入</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>b</td> 
   <td>以二进制模式打开文件</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>t</td> 
   <td>以文本模式打开</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>+</td> 
   <td>可读写模式</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>U</td> 
   <td>通用换行符支持</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

使用open()方法成功打开一个文件之后就得到一个文件对象，拿到这个对象就可以读取或者修改这个文件

open("__init__.py")

### 操作文件 ###

打开文件并取得文件对象之后，就可以利用文件对象的一些方法对文件进行读取或者修改等操作

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>文件对象的方法</th> 
   <th>执行操作</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>close()</td> 
   <td>关闭文件</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>read(size=-1)</td> 
   <td>从文件读取size个字符，当未指定size或给定负值的时候，<br>读取剩余的所有字符串然后作为字符串返回</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>readline</td> 
   <td>从文件中读取一整行字符串</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>write(str)</td> 
   <td>将字符串str写入文件</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>writelines(seq)</td> 
   <td>向文件写入字符串序列seq，seq应该是一个返回字符串的可迭代对象</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>seek(offset,from)</td> 
   <td>在文件中移动文件指针，从from<br>(0代表文件起始位置，1代表当前位置，2代表文件末尾)偏移offset个字节</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>tell()</td> 
   <td>返回当前在文件中的位置</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

文件的操作不做细分处理，有上面的api足够使用，遇到问题请自行查找官方api接口使用手册

### 关闭文件 ###

close()方法用于关闭文件。

Python拥有垃圾回收机制，会在文件对象的引用计数降至零的时候自动关闭文件，所以在python变成里，如果忘记关闭文件并不会造成内存泄漏，但还是尽量在完成写入之后关闭文件

## 文件系统 ##

Python对于文件系统的访问，是通过OS（Operate System-操作系统）来实现的。目前市面上的操作系统主要有Windows、Mac OS、Unix、Linux等。

这些系统对于文件系统的访问原理是不一样的，因此你可能就要针对不同的系统来考虑使用哪些文件系统模块，这就导致程序运行环境发生变化，就要去修改大量的代码去解决。所以Python提供OS模块来解决这种情景，开发者可以不需要关心什么  
操作系统下使用什么模块，OS会帮助我们选择合适的模块

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>函数名称</th> 
   <th>使用方法</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>getcwd()</td> 
   <td>返回当前工作目录</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>chdir(path)</td> 
   <td>改变工作目录</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>listdir(path=’.’)</td> 
   <td>列举制定目录中的文件名(‘.’：表示当前目录，’..’:表示上一级目录)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>mkdir(path)</td> 
   <td>创建单层目录，如果目录已存在则抛出异常</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>mkdirs(path)</td> 
   <td>递归创建多层目录，如果该目录已存在则抛出异常</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>remove(path)</td> 
   <td>删除文件</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>rmdir(path)</td> 
   <td>删除单层目录，如果该目录非空，则抛出异常</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>removedirs(path)</td> 
   <td>递归删除目录，从子目录到父目录逐层尝试删除，遇到目录非空则抛出异常</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>rename(old,new)</td> 
   <td>将文件old重命名未new</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>system(command)</td> 
   <td>运行系统的shell命令</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>os.curdir</td> 
   <td>当前目录（”.”）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>os.pardir</td> 
   <td>上一级目录</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>os.sep</td> 
   <td>输出操作系统指定的路径分隔符（windows为’\’,Linux为’/’）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>os.linesep</td> 
   <td>当前系统使用的行终止符（Window下为’\r\n’,Linux下为’\n’）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>os.name</td> 
   <td>当前使用的操作系统（posix、nt、mac等等）</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

不多做介绍，重点介绍几个特别的方法

### system ###

几乎每个操作系统都会提供一些小工具，system()函数用于使用这些小工具

import os
    os.system('calc') # 获取系统自带的计算器

### walk(top) ###

walk是一个很有用的函数，它的作用是遍历top参数指定目录下的所有子目录，并将结果返回一个三元组（路径,\[包含目录\],\[包含文件\]）

import os
    # 输出当前文件所在路径的上一级目录所包含的文件夹和文件
    def os_walk():
        for i in os.walk(os.pardir) :
            print(i)
    os_walk()

### os.path模块 ###

另一个强大的模块是os.path模块，它可以完成一些针对路径名的操作。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>函数名</th> 
   <th>使用方法</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>basename(path)</td> 
   <td>去掉目录路径，单独返回文件名</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>dirname</td> 
   <td>去掉文件名，单独返回目录路径</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>join(path[,path2[,path3]])</td> 
   <td>将path、path2、path3各部分组合成一个路径名</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>split(path)</td> 
   <td>分割文件名与路径，返回(f_path,f_name)元组</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>splitext(path)</td> 
   <td>分离文件名与扩展名，返回(f_name,f_extension)元组</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getsize(file)</td> 
   <td>返回指定文件的尺寸，单位是字节</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getatime(file)</td> 
   <td>返回指定文件最近的访问时间（浮点型秒数，可用time模块的gmtime()或者localtime()函数换算）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getctime(file)</td> 
   <td>返回指定文件的创建时间</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getmtime(file)</td> 
   <td>返回指定文件最新的修改时间</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>exists(path)</td> 
   <td>判断指定路径或文件是否存在</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>isabs(path)</td> 
   <td>判断指定路径是否为绝对路径</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>isdir(path)</td> 
   <td>判断指定路径是否是文件夹</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>isfile(path)</td> 
   <td>判断指定路径是否是文件</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>islink(path)</td> 
   <td>判断指定路径是否存在是一个符号链接</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ismount(path)</td> 
   <td>判断指定路径是否存在且是否是一个挂载点</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>samefile(path1,path2)</td> 
   <td>判断path1和path2两个路径是否指向同一个文件</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## pickle ##

之前的文件保存一直操作的是字符串，读写很简单。但是当我们操作更复杂一点的数据对象：列表，字典，类的实例等时普通的文本操作就会变得不知所措。  
如果将其转化成字符串再保存进文件，可当读取的时候也是字符串，不是list，字典或者类的实例，因此，Python提供了一个标准模块，使用这个模块就可以很容易的把这些  
列表，字典等复杂数据类型写进文件。这个模块就是pickle(泡菜)

import pickle
    import os
    ## 写入my_list.pkl文件
    def test_pickle():
        list01 = [1, 2, 'test', '我爱你']
        pickle_file = open(os.curdir + "my_list.pkl", "wb")
        pickle.dump(list01, pickle_file)
        pickle_file.close()
    
    test_pickle()

执行完之后会在当前路径生成my\_list.pkl文件

import pickle
    import os
    ## 读取
    def test_pickle02():
        pickle_file = open(os.curdir + "my_list.pkl", "rb")
        my_list = pickle.load(pickle_file)
        print(my_list)
    
    test_pickle02()
    ## 输出是
    
    [1, 2, 'test', '我爱你']

执行完之后会在当前路径生成my\_list.pkl文件