IO编程

摘抄自廖雪峰python教程

IO编程

1.文件读写

读文件

以读文件的模式打开一个文件对象，使用Python()内置的open()函数，传入文件名和标示符：

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

如果文件不存在，open()函数就会抛出一个IOError的错误

如果成功打开，就可以调用read() 方法可以一次读取文件的全部内容，Python把内容读到内存，用一个str对象表示：

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

最后一步调用close()方法关闭文件。

>>>f.close()

由于文件读写时都有可能产生IOError，一旦出错，后面的f.close()就不会调用，所以应该使用try...finally来实现：

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

有更简便的方法，Python引入with语句来自动帮我们调用close()方法：

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

这样用f.read()一次性读取文件的全部内容并不安全，如果文件有10G，内存就不够了。所以，可以反复调用read(size)，每次最多读取size个字节的内容。也可以用readline()每次读取一行内容。调用readlines()一次读取所有内容并返回一个list 。

for line in f.readlines():
  print(line.strip()) # 去除末尾的'
'

二进制文件

要读取二进制文件，比如图片、视频等等，用标示rb 模式打开文件即可

字符编码

要读取非UTF-8编码的文本文件，需要给open()函数传入encoding参数，例如，读取GBK编码的文件：

>>>f=open('/path/file.txt','r',encoding='gbk')
>>>f.read()
'测试'

遇到有些编码不规范的文件，可能会遇到UnicodeDecodeError 。这种情况，open()函数还可以接收一个errors 参数，表示默认的处理方式，最简单的是直接忽略：

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

写文件

标示符是'w'或'wb'，分别表示文本文件和二进制文件写操作

2.StringIO和BytesIO

StringIO

StringIO是在内存中读写str

要把str写入StringIO，首先要创建一个StringIO对象，然后像文件一样写入即可：

from io import StringIO
f=StringIO()
print( f.write('hello') )
print( f.write(' ') )
print( f.getvalue() )

f.write()方法返回写入的字节数

getvalue()方法用于获得写入后的str

要读取StringIO，可以用一个str初始化StringIO，然后像读文件一样读取：

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

BytesIO

如果要操作的是二进制数据，就要用BytesIO

from io import BytesIO
f=BytesIO()
f.write('中文'.encode('utf-8')) 
# 写入的内容要是二进制，所以要先encode
print(f.getvalue())

3.操作文件和目录

略

4.序列化

把变量从内存中变成可存储或传输的过程称为序列化，Python中叫pickling

序列化之后，就可以把序列化后的内容写入磁盘，或者通过网络传输到别的机器上

把变量内容从序列化的对象重新读到内存中称为反序列化，unpickling

>>> import pickle
>>> d = dict(name='Bob', age=20, score=88)
>>> pickle.dumps(d)
b'x80x03}qx00(Xx03x00x00x00ageqx01Kx14Xx05x00x00x00scoreqx02KXXx04x00x00x00nameqx03Xx03x00x00x00Bobqx04u.'

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。或者用另一个方法pickle.dump()直接把对象序列化后写入一个file-like Object：

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

写入后生成的dump.txt文件中是一堆看不明白的内容，就是Python保存的对象内部信息

当我们要把对象从磁盘读到内存时，可以先把内容读到一个bytes，然后用pickle.loads()方法反序列化出对象，也可以直接用pickle.load()方法从一个file-like Object中直接反序列化出对象。我们打开另一个Python命令行来反序列化刚才保存的对象：

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

5.JSON

如果要在不同编程语言之间传递对象。就必须把对象序列化为标准格式，比如XML。JSON是更好的一种序列化

JSON类型	Python类型
{}	dict
[]	list
"string"	str
1234.56	int或float
true/false	True/False
null	None

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

Python的json模块的dumps()方法返回一个str，内容就是标准的JSON。类似的，dump()方法可以直接把JSON写入一个file-like Object。

要把JSON反序列化为Python对象，用loads()或者对应的load()方法，前者把JSON的字符串反序列化，后者从file-like Object中读取字符串并反序列化：

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

Python的dict对象可以直接序列化为JSON的{}，也可以让class对象序列化

import json

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


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

s = Student('Bob', 20, 88)
print(json.dumps(s,default=student2dict))

默认情况下，json.dumps()方法不知道怎么将一个class序列化，但是有一个可选参数default可以把任意一个对象变成一个可序列为JSON的对象。只需要向上面那样给Student专门写一个转换函数。

也可以使用lambda匿名函数：

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

通常class的实例都有一个__dict__属性，它就是一个dict，用来存储实例变量。但是定义了__slots__的class不可以这样操作

同样的道理，如果我们要把JSON反序列化为一个Student对象实例，loads()方法首先转换出一个dict对象，然后，我们传入的object_hook函数负责把dict转换为Student实例：

def dict2student(d):
    return Student(d['name'], d['age'], d['score'])

运行结果如下：

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

打印出的是反序列化的Student实例对象。