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Python基礎(chǔ)入門(mén)教程29:企業(yè)級(jí)開(kāi)發(fā)進(jìn)階1：文件輸(shū)入輸(shū)出流[IO操

來(lái)源：奇酷教育 發(fā)表於：

農(nóng)曆六月初一宜聲明變量 "a "，提交代碼；忌打DOTA，提交BUG適宜方位：坐西朝東多飲水、鮮奶，女神親近指數(shù)較高進(jìn)入正題本節(jié)內(nèi)容如下：什麼是

農(nóng)曆六月初一
宜聲明變量"a"，提交代碼；忌打DOTA，提交BUG
適宜方位：坐西朝東
多飲水、鮮奶，女神親近指數(shù)較高

進(jìn)入正題

本節(jié)內(nèi)容如下：

  • 什麼是IO
  • 文件內(nèi)容操作
    • 操作文本文件
    • 操作二進(jìn)位文件
  • 內(nèi)存IO
    • 初步認(rèn)識io模塊
  • 目錄和文件的操作
    • 初步認(rèn)識os模塊
    • 文件的創(chuàng)建、重命名、刪除
    • 目錄的創(chuàng)建、重命名、刪除
  • 序列化操作

1. 什麼是IO

IO：Input/Output~輸(shū)入/輸(shū)出的意思
任何程式語言，核心都是對(duì)數(shù)據(jù)的處理，對(duì)數(shù)據(jù)的處理一般情況下就是指代數(shù)據(jù)的輸(shū)入和輸(shū)出
常規(guī)情況下，我們在程序運(yùn)行的過(guò)程中，將數(shù)據(jù)頻繁的輸(shū)入或者輸(shū)出到計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中，讓程序正常的運(yùn)行；
由於程序中的數(shù)據(jù)並不是能持久保存的，所以在一些情況下，我們將數(shù)據(jù)輸(shū)入或者輸(shū)出到計(jì)算機(jī)中的文件中來(lái)進(jìn)行永久保存；
所以各種程式語言中，都提供了豐富並且完善的輸(shū)入輸(shū)出流的API接口控制數(shù)據(jù)的輸(shū)入和輸(shū)出（讀/寫(xiě)）~

運(yùn)行中的程序，可以將數(shù)據(jù)臨時(shí)保存在內(nèi)存中【向內(nèi)存中輸(shū)出數(shù)據(jù)】，也可以將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)讀取出來(lái)在程序中使用【向程序中輸(shū)入數(shù)據(jù)】


num = 12 # 將一個(gè)數(shù)據(jù)12，賦值給變量num，num和對(duì)象12被輸(shū)出保存到計(jì)算機(jī)內(nèi)存中了

print (num) # 將內(nèi)存中num對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)12讀取到程序中進(jìn)行答應(yīng)，num和對(duì)應(yīng)的對(duì)象數(shù)據(jù)12被輸(shū)入到程序中了

內(nèi)存中的數(shù)據(jù)讀取

同樣，運(yùn)行中的程序，可以將數(shù)據(jù)永久保存到文件中【向文件中輸(shū)出數(shù)據(jù)】，也可以從文件中讀取數(shù)據(jù)到程序中使用【讀取文件數(shù)據(jù)輸(shū)入到程序中】


從文件中讀寫(xiě)數(shù)據(jù)

2. python中的輸(shū)入/輸(shū)出

python中提供了標(biāo)準(zhǔn)的輸(shū)入/輸(shū)出的語法結(jié)構(gòu )，在之前的章節(jié)中已經(jīng)進(jìn)行過(guò)介紹，我們這裡簡(jiǎn)單回顧一下即可
標(biāo)準(zhǔn)輸(shū)入：input()函數(shù)操作用於接收用戶(hù)數(shù)據(jù)，保存數(shù)據(jù)的過(guò)程就可以將數(shù)據(jù)寫(xiě)入到內(nèi)存中
標(biāo)準(zhǔn)輸(shū)出：print()函數(shù)用於將指定的數(shù)據(jù)輸(shū)出到控制臺(tái)進(jìn)行展示


msg = input("請輸(shū)入個(gè)人介紹：")

print("個(gè)人介紹：" + msg)

3. python中對(duì)文件內(nèi)容的操作

文件內(nèi)容也是一種數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)的操作一般情況下可歸結(jié)為增刪改查四種方式
對(duì)文件內(nèi)容的操作，可以歸結(jié)為讀取、覆蓋、追加的操作。

python中對(duì)文件內(nèi)容的操作主要是通過(guò)open()函數(shù)進(jìn)行處理的，open()函數(shù)的簡(jiǎn)單語法結(jié)構(gòu )如下：


open(file, mode="r", buffering=-1, encoding=None, errors=None, newline=None, closefd=True, opener=None)



# file：是要操作的文件，這裡是完整的問(wèn)文件路徑+文件名稱(chēng)，如：d:/test.txt



# mode：是操作默認(rèn)，默認(rèn)是r，表示可讀的

####  常規(guī)選項(xiàng)如下：

#### r     #### 表示文件以可讀的方式打開(kāi)，打開(kāi)的文件只能讀取文件數(shù)據(jù)，不能修改

#### w     #### 表示文件以可寫(xiě)的方式打開(kāi)，可以操作文件中的數(shù)據(jù)，不能做其他操作

#### x     #### 表示文件以執(zhí)行的方式打開(kāi)，主要用於進(jìn)行文件創(chuàng)建等操作

#### a     #### 表示文件內(nèi)容以追加的方式打開(kāi)，向文件寫(xiě)入數(shù)據(jù)不會(huì)覆蓋原來(lái)的數(shù)據(jù)

#### b     #### 表示文件以二進(jìn)位的方式進(jìn)行處理，可以操作二進(jìn)位數(shù)據(jù)

#### t     #### 表示文件以文本的方式進(jìn)行處理，也是默認(rèn)的方式

#### +     #### 表示文件以讀寫(xiě)的方式進(jìn)行處理，是rw結(jié)合起來(lái)的用法

#### U     #### 表示使用通用的內(nèi)容換(huàn)行的方式進(jìn)行處理



# buffering：表示讀寫(xiě)內(nèi)容的緩衝區(qū)，如果設(shè)置為0表示關(guān)閉緩衝區(qū)，通常情況下我們會(huì)使用io.DEFAULT_BUFFER_SIZE這個(gè)默認(rèn)值，在不同的作業(yè)系統(tǒng)中是4096/8192字節(jié)的長(zhǎng)度



# encoding：打開(kāi)文件的編碼，這個(gè)選項(xiàng)只能用於操作文本文件的情況下，這個(gè)選項(xiàng)的默認(rèn)值跟文件所在的作業(yè)系統(tǒng)有關(guān)



# errors：這個(gè)選項(xiàng)主要用於在encoding選項(xiàng)進(jìn)行編碼和解碼出現(xiàn)錯誤時(shí)的操作，值是一個(gè)字符串，python已經(jīng)封裝了字符串對(duì)應(yīng)的處理功能；常規(guī)的選項(xiàng)如下：

#### strict    #### 使用嚴(yán)格模式進(jìn)行處理，如果出現(xiàn)錯誤就拋出ValueError異常信息

#### ignore    #### 忽略出現(xiàn)的錯誤，這裡需要注意，忽略編碼錯誤會(huì)導(dǎo )致數(shù)據(jù)丟失的！

#### replace   #### 如果出現(xiàn)編碼錯誤，使用特殊符號(hào)替換(huàn)錯誤的編碼，如符號(hào)?



# newline：選項(xiàng)用於控制mode為U時(shí)自動(dòng)換(huàn)行的處理，可以是如下選項(xiàng)中的一種

#### "None"、""、"\n"、"\r"、"\r\n"
3.1. 操作文本文件
  • 讀取文本文件中的數(shù)據(jù)，可以使用read()函數(shù)讀取所有數(shù)據(jù)或者read(size)讀取指定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)或者readlines()讀取整行數(shù)據(jù)

# 以只讀的方式打開(kāi)系統(tǒng)中d:/test.txt文本文件，讀取其中的數(shù)據(jù)

f = open("d:/test.txt", "r")



# 讀取數(shù)據(jù)到程序中

content = f.read()



# 使用讀取到的數(shù)據(jù)

print(content)



# 操作結(jié)果，記得關(guān)閉文件哦

f.close()



# 執(zhí)行結(jié)果：d:/test.txt中的數(shù)據(jù)被完整的讀取出來(lái)了

~hello python！

~輸(shū)入輸(shū)出流測(cè)試數(shù)據(jù)!

上述代碼在執(zhí)行時(shí)，如果操作的文件不存在就會(huì)出現(xiàn)如下錯誤，請按照之前的錯誤調(diào)試章節(jié)的內(nèi)容分析一下錯誤


Traceback (most recent call last):

  File "D:/resp_work/PY_WORK/備課/模塊化開(kāi)發(fā)/demo06/demo01文件操作.py", line 3, in <module>

    f = open("d:/testtxt", "r")

FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: 'd:/test.txt'

另外，在讀取文件數(shù)據(jù)時(shí)，一定要注意文件的編碼格式，通常情況下都是使用當(dāng)前作業(yè)系統(tǒng)默認(rèn)的編碼，也就是在函數(shù)處理時(shí)忽略encoding選項(xiàng)；如同下面的情況就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題：

我當(dāng)前系統(tǒng)的默認(rèn)編碼是gbk編碼，在d:盤(pán)下創(chuàng)建了一個(gè)test2.txt文件，文件編碼修改成了utf-8編碼，此時(shí)執(zhí)行如下代碼：


f = open("d:/test2.txt", "r")

content = f.read()

print(content)

f.close()

我們可以看到和前面的代碼沒有任何區(qū)別，但是執(zhí)行出現(xiàn)如下問(wèn)題：


Traceback (most recent call last):

  File "D:/resp_work/PY_WORK/備課/模塊化開(kāi)發(fā)/demo06/demo01文件操作.py", line 26, in <module>

    content = f.read()

UnicodeDecodeError: 'gbk' codec can't decode byte 0xaf in position 8: illegal multibyte sequence

這是一個(gè)什麼樣的問(wèn)題呢：報(bào)錯提示UnicodeDecodeError也就是編碼錯誤，我們修改程序代碼


f = open("d:/test2.txt", "r", encoding="utf-8")

content = f.read()

print(content)

f.close()

重新執(zhí)行程序，數(shù)據(jù)正常讀取了


這是新的文件內(nèi)容
  • 向文本文件中寫(xiě)入數(shù)據(jù)，一般情況下，可以通過(guò)write()函數(shù)或者writelines()函數(shù)向文件中寫(xiě)入數(shù)據(jù)

# 以可寫(xiě)的方式打開(kāi)d:/test.txt文件

# 這裡請注意，open()函數(shù)的mode是w模式，如果目標(biāo)文件不存在就會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建這個(gè)文件

f = open("d:/test.txt", "w")



# 通過(guò)write()函數(shù)向文件中寫(xiě)入數(shù)據(jù)

f.write("這是Python從程序中寫(xiě)入到文件的數(shù)據(jù)")



# 操作完成，一定記得關(guān)閉文件哦

f.close()

python程序寫(xiě)入文件的數(shù)據(jù)
  • 向文本文件中追加寫(xiě)入數(shù)據(jù)，上面的代碼執(zhí)行的結(jié)果，會(huì)將文件中原來(lái)的數(shù)據(jù)覆蓋掉

# 以追加內(nèi)容的方式打開(kāi)文件

f = open("d:/test.txt", "a")



# 向文件中追加內(nèi)容

f.write("這是新的內(nèi)容")



# 操作完成，記得關(guān)閉文件哦

f.close()

我們打開(kāi)文件可以看到，原來(lái)的數(shù)據(jù)還在，新的數(shù)據(jù)被追加到了後面


追加寫(xiě)入數(shù)據(jù)
3.2. 操作二進(jìn)位文件
  • 以二進(jìn)位的方式打開(kāi)文件讀取文件中的數(shù)據(jù)【文本文件也可以按照二進(jìn)位文件的方式讀取】

# 按照二進(jìn)位的方式讀取文件，mode可以設(shè)置為rb兩(liǎng)個(gè)選項(xiàng)配合

f = open("d:/test.txt", "rb")



# 讀取文件數(shù)據(jù)

content = f.read()



# 使用文件中的數(shù)據(jù)

print(content)



# 操作完畢，記得關(guān)閉文件哦

f.close()



# 執(zhí)行結(jié)果如下：

~b'\xd5\xe2\xca\xc7Python\xb3\xcc\xd0\xf2\xd0\xb4\xc8\xeb\xce\xc4\xbc\xfe\xb5\xc4\xca\xfd\xbe\xdd\xd5\xe2\xca\xc7\xd0\xc2\xb5\xc4\xc4\xda\xc8\xdd'
  • 以二進(jìn)位的方式，向文件中寫(xiě)入數(shù)據(jù)

# 定義要寫(xiě)入文件中的內(nèi)容

s = "這是python按照二進(jìn)位寫(xiě)入的數(shù)據(jù)"



# 按照二進(jìn)位的方式打開(kāi)文件追加內(nèi)容，mode可以設(shè)置為ab兩(liǎng)個(gè)選項(xiàng)配合

f = open("d:/test.txt", "ab")



# 向文件中寫(xiě)入數(shù)據(jù)

f.write(bytes(s, encoding="utf-8"))



# 使用文件中的數(shù)據(jù)

print(content)



# 操作完畢，記得關(guān)閉文件哦

f.close()

bytes(str, encoding="")這是一個(gè)將字符串轉(zhuǎn)換(huàn)成字節(jié)數(shù)組的函數(shù)，寫(xiě)入完成後查看文件內(nèi)容如下：


紅色部分是寫(xiě)入的二進(jìn)位數(shù)據(jù)

輸(shū)入輸(shū)出流擴展：當(dāng)我們開(kāi)始操作文件的過(guò)程中，不可避免的由於文件是否存在，文件內(nèi)存是否可寫(xiě)等等為讓程序出現(xiàn)異常情況，所以我們要對(duì)文件操作進(jìn)行異常處理，常規(guī)的處理方式有兩(liǎng)種，如下：

  • try-except-finally處理方式
  • with語句處理方式

第一種方式：try-except-finally包含，完成文件操作過(guò)程


try:

    f = open("d:/test.txt", "+")

    f.write("寫(xiě)入文件中的內(nèi)容")

    f.flush()

4. python中對(duì)內(nèi)存IO

python程序對(duì)數(shù)據(jù)的輸(shū)入輸(shū)出，不一定都是針對(duì)文件的，也可以是針對(duì)內(nèi)存的處理
常規(guī)情況下，python提供了StringIO和BytesIO兩(liǎng)個(gè)內(nèi)置類(lèi)來(lái)進(jìn)行內(nèi)存中數(shù)據(jù)的處理
注意：需要引入python中的io模塊

  • StringIO：在內(nèi)存中讀寫(xiě)字符串的內(nèi)置類(lèi)
  • BytesIO：在內(nèi)存中讀寫(xiě)二進(jìn)位數(shù)據(jù)的內(nèi)置類(lèi)
4.1 內(nèi)存中讀寫(xiě)字符串
  • 內(nèi)存中讀寫(xiě)字符串
    常規(guī)情況下就是創(chuàng)建一個(gè)StringIO對(duì)象，然後按照正常的文件讀寫(xiě)的方式進(jìn)行內(nèi)容的讀寫(xiě)即可

# 引入需要的模塊

from io import StringIO



# 創(chuàng)建StringIO對(duì)象

s = StringIO()



# 向內(nèi)存中寫(xiě)入數(shù)據(jù)

s.write("保存在內(nèi)存中的數(shù)據(jù)：用戶(hù)名")

s.write("內(nèi)容默認(rèn)是追加的")



# 從內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)

content = s.getvalue()

print(content)



# 操作完成，適當(dāng)的時(shí)刻關(guān)閉對(duì)象

s.close()
  • 內(nèi)存中操作二進(jìn)位數(shù)據(jù)：和StringIO基本一致

# 引入需要的模塊

from io import BytesIO



# 定義要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)，使用bytes()函數(shù)轉(zhuǎn)換(huàn)成二進(jìn)位數(shù)據(jù)

s = "這是要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)"

sc = bytes(s, encoding="utf-8")



# 創(chuàng)建BytesIO對(duì)象

b = BytesIO()



# 向內(nèi)存中寫(xiě)入數(shù)據(jù)

b.write(sc)



# 從內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)

content = b.getvalue()

print(content)



# 操作完成，適當(dāng)的時(shí)刻關(guān)閉對(duì)象

s.close()



# 執(zhí)行結(jié)果

~b'\xe8\xbf\x99\xe6\x98\xaf\xe8\xa6\x81\xe4\xbf\x9d\xe5\xad\x98\xe7\x9a\x84\xe6\x95\xb0\xe6\x8d\xae'

5. python中對(duì)目錄/路徑/文件夾的操作

本節(jié)內(nèi)容所有的操作，其實(shí)都是和計(jì)算機(jī)交互的操作~操作計(jì)算機(jī)的內(nèi)存、文件等等，python程序本身是做不了這些事情的，只是python在底層進(jìn)行了和作業(yè)系統(tǒng)交互的功能封裝，將作業(yè)系統(tǒng)可以執(zhí)行的諸如創(chuàng)建文件、文件內(nèi)容操作、內(nèi)存操作等等封裝成了函數(shù)

簡(jiǎn)單了解os模塊，os模塊主要是針對(duì)作業(yè)系統(tǒng)的API的封裝


# 引入os模塊

import os



# 查看作業(yè)系統(tǒng)類(lèi)型

# nt表示windows作業(yè)系統(tǒng)；posix表示Unix/Linux或者MacOS系統(tǒng)

os.name

~ 執(zhí)行結(jié)果：nt



# 查看作業(yè)系統(tǒng)中的環(huán)境變量

os.environ

~執(zhí)行結(jié)果：environ({'ALLUSERSPROFILE': 'C:\\ProgramData', 'APPDATA': 'C:\\Users\\mouwe\\AppData\\Roaming',.................'CLASSPATH': 'D:\\resp_application\\Java\\jdk1.8.0_121\\lib;.;',})
5.1. 操作文件目錄

# 查看當(dāng)前作業(yè)系統(tǒng)的絕對(duì)路徑

os.path.abspath(".")

~ 執(zhí)行結(jié)果：D:\resp_work\PY_WORK\demo

# * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

# 創(chuàng)建指定單級(jí)目錄

# 語法結(jié)構(gòu )：os.mkdir(path, mode=, dir_fd=None)

# 描述：mkdir()函數(shù)用於使用指定的mode選項(xiàng)來(lái)創(chuàng)建一個(gè)文件夾目錄

# 參數(shù)path：用於創(chuàng)建文件夾的路徑

# 參數(shù)mode：用於設(shè)置的權(quán)限數(shù)字，默認(rèn)777（所有權(quán)限：讀寫(xiě)執(zhí)行[rwx]）

# * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

# 在d盤(pán)中創(chuàng)建一個(gè)目錄，目錄名稱(chēng)為test

os.mkdir("d:/test") 



# * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

# 創(chuàng)建指定多級(jí)目錄

# 語法結(jié)構(gòu )：os.mkdirs(path, mode=, exist_ok=False)

# 描述：makedirs()函數(shù)用於使用指定的mode選項(xiàng)來(lái)創(chuàng)建一系列文件夾目錄

# 參數(shù)path：用於創(chuàng)建文件夾的路徑

# 參數(shù)mode：用於設(shè)置的權(quán)限數(shù)字，默認(rèn)777（所有權(quán)限：讀寫(xiě)執(zhí)行[rwx]）

# * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

# 在d盤(pán)中創(chuàng)建test文件夾，文件夾中包含test2文件夾，test2中包含test3文件夾

os.mkdirs("d:/test/test2/test3")



# * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

# 重命名

# 語法結(jié)構(gòu )：os.rename(old, new)

# 描述：rename()函數(shù)用於使用新名稱(chēng)重命名文件夾或者文件

# 參數(shù)old：要重命名的文件

# 參數(shù)new:文件的新名稱(chēng)

# * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

os.rename("d:/test", "d:/new")



# * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

# 刪除文件或者目錄

# 語法結(jié)構(gòu )：os.rmdir(path)

# 描述：rmdir()函數(shù)用於刪除指定路徑的文件夾或者文件

# 參數(shù)path：要刪除的文件夾或者文件的路徑

# * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

os.rm("d:/test")



# * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

# 刪除多級(jí)文件夾

# 語法結(jié)構(gòu )：os.removedirs(path)

# 描述：removedirs(path)

# 參數(shù)path：要刪除的多級(jí)文件夾路徑

# * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

os.removedirs("d:/test/test2/test3")



# * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

# 同樣在進(jìn)行文件夾或者文件刪除的時(shí)候，首先要進(jìn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證

# 也就是首先判斷是文件夾/文件，才去執(zhí)行刪除操作

# * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

# os.path.exists(path)函數(shù)用於判斷指定的路徑是否存在，存在返回True

res = os.path.exists("d:/test")



# os.path.isdir(path)函數(shù)用於判斷指定的路徑是否文件夾，是則返回True

res = os.path.isdir("d:/test")



# os.path.isfile(path)函數(shù)用於判斷指定的路徑是否文件，是則返回True

res = os.path.isfile("d:/test")

對(duì)於文件和文件夾的初步操作，暫時(shí)先分析到這裡，再後面的章節(jié)中學(xué)習(xí)過(guò)多線(xiàn )程等操作之後再深入分析

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