Python3 文件 I/O 操作

文件 I/O 操作

根据不同的操作系统正确对待文件内容

我们知道, Linux 系统下的回车符是 \n Windows 下的是 \r\n, 但是默认情况下内置的 open() 函数会把它们都转换为 \n。有些情况你并不想这样,只想保持原来的,就需要使用一个关键字参数: newline.

In [1]: f = open('hello.txt', 'r')

In [2]: f.read()
Out[2]: 'hello world!\n'

In [3]: win = open('hello.txt', 'r', newline='')

In [4]: win.read()
Out[4]: 'hello world!\r\n'

对一个已存在的文件,停止写操作,避免覆盖

import os

if not os.path.exists('same_file'):
    with open('somefile', 'w') as f:
        f.write('Hello xiguatian')
else:
    print("File already exists")

其实,我们可以简单点儿

模式 x 可以在写入文件之前判断文件是否已经存在,假如存在则会抛出异常。

In [5]: with open('modx.txt',  'x',  encoding='utf-8') as f:
   ...:     f.write('test modx\n')
   ...:

In [6]: with open('modx.txt',  'x',  encoding='utf-8') as f:
   ...:     f.write('test modx\n')
   ...:
--------------------------------------------------------------
FileExistsError              Traceback (most recent call last)
<ipython-input-6-33b4d07ef65a> in <module>()
----> 1 with open('modx.txt',  'x',  encoding='utf-8') as f:
      2     f.write('test modx\n')
      3

FileExistsError: [Errno 17] File exists: 'modx.txt'

所以我们可以在代码中使用异常处理即可。

In [7]: try:
   ...:     with open('modx.txt', 'x', encoding='utf-8') as f:
   ...:         f.write('test modx\n')
   ...: except FileExistsError as e:
   ...:     print(e)
   ...:
[Errno 17] File exists: 'modx.txt'

In [8]:

如果文件是二进制的,使用 xb 来代替 x


制作一个只存在于内存中的文件对象

当你想模拟一个普通的文件的时候 io.StringIOio.BytesIO 类是很有用的。比如,在 单元测试中,你可以使用 io.StringIO 来创建一个包含测试数据的类文件对象,这个对象可以被传给某个 以普通文件对象为参数的函数。

In [7]: rs = io.StringIO("Hello python3\n")

In [8]: rs.read()
Out[8]: 'Hello python3\n'

In [9]: s = io.StringIO()

In [10]: s.write("Hello world\n")
Out[10]: 12

In [11]: s
Out[11]: <_io.StringIO at 0x10ace93a8>

In [12]: s.getvalue()
Out[12]: 'Hello world\n'

如何直接读写压缩文件

这里说读写压缩文件指的不是创建一个压缩包,之后向里面添加普通文件;而是创建一个压缩格式的文件,之后向里面添加数据,就是普通的文本文字。读取也是一样的。

gzip

In [17]: import gzip

In [18]: with gzip.open('mygzip.gz', 'w') as gzf:
    ...:     gzf.write(b'hello')  # 注意这里接收到时二进制的文本内容
    ...:
In [19]: !ls
mygzip.gz  # 被创建好的文件

上面创建好的压缩文件可以使用系统的 gzip 命令 进行直接解压,解压后的文件名是 mygzip, 它是个普通文件

In [23]: !gzip -d mygzip.gz

In [24]: !ls -l my*
-rw-r--r--  1 shark  staff  1054896640 11 15 20:16 my_sharkyun.tar
-rw-r--r--  1 shark  staff          53 10  9 17:30 myapp_rc
-rw-r--r--  1 shark  staff           5 11 19 16:21 mygzip

In [25]: !cat mygzip
hello

当然也可以使用 gzip.open() 函数的 r 的模式读取。

bz2

In [33]: with bz2.open('mybz.bz2', 'w') as bzf:
    ...:     bzf.write("这是个压缩文件的内容".encode("utf-8"))
    ...:
    ...:

In [34]: !ls mybz.bz2
mybz.bz2

In [35]: with bz2.open('mybz.bz2', 'r') as bzrf:
    ...:     line = bzrf.read()
    ...:     print(str(line,encoding='utf-8'))
    ...:
这是个压缩文件的内容

gzipbz2open() 函数和内置的 open() 函数有几乎一样的参数,唯一不同的是, 操作内置的 open() 函数默认打开模式是普通文本 t, gzipbz2open() 函数默认的是二进制 b(bytes)。
所以要想直接操作普通文本,不进行转换需要使用 wtrt 模式。
如:

In [39]: with bz2.open('mybz.bz2', 'wt') as bzf:
    ...:     bzf.write("这是个压缩文件的内容")
    ...:

对了,当进行写入操作的时候可以指定压缩级别,默认级别是 9 最高压缩比例,但是效率最慢。
要指定其他的压缩级别可以使用 compresslevel 关键字参数。

with gzip.open('somefile.gz', 'wt', compresslevel=5) as f: 
    f.write(text)

打开视频文件或者图片文件的正确姿势

假如你的用户要上传一部大小为 5G 的电影, 你该如何把它转存到你的硬盘。
我们首先说一下流程:

  1. 先读取到文件的内容
  2. 之后打开一个新的文件(写模式)
  3. 把读到的内容写入到新的文件内

这样就把上传的文件写入到本地的硬盘了。

可是当一个文件有 5G 之大,你不会想要直接全部读取到内存中的,但是它是视频文件,必须一字节的方式读取和写入。

所以我们可以以一个固定长度来迭代的方式进行读取和写入。

from functools import partial
RECORD_SIZE = 32
with open('somefile.data', 'rb') as f:
    records = iter(partial(f.read, RECORD_SIZE), b'') 
    
    for r in records:
        ...

内置的 iter() 函数会把一个可迭代对象转换为一个迭代器,这样可以节省内存。
这里的 records 对象是一个可迭代对象,它会不断的产生固定大小的数据 块,直到文件末尾。要注意的是如果总记录大小不是块大小的整数倍的话,最后一个返 回元素的字节数会比期望值少。
partial() 用于创建一个可调用对象, 这个可调用对象在每次被调用时会从文件中读取固定数目的字节。


创建临时文件或目录, 文件关闭后自动销毁

tempfile 模块中有很多的函数可以完成这些任务。

创建一个匿名的临时文件

from tempfile import TemporaryFile

with TemporaryFile('w+') as f: 
    # 写内容到文件
    f.write('Hello World\n') 
    f.write('Testing\n')
    
    # 调整文件内部指针到文件的开头位置
    f.seek(0)
    
    # 读取文件内容
    data = f.read()

TemporaryFile() 的第一个参数是文件打开的模式,在这里通常文本模式使用 w+ ,二进 制模式使用 wb+ 。这种带 + 的模式是同时支持读和写操作的,在这里是很有用的,因为当你关闭 文件后再去改变模式的时候,文件实际上已经不存在了。
TemporaryFile() 另外还支持跟内置的 open() 函数一样的其他参数。
比如: encoding

创建有文件名的临时文件

NamedTemporaryFile() 会为我们创建一个有文件名的临时文件,但同样,此文件会在文件关闭时会被自动删除掉。

In [51]: from tempfile import NamedTemporaryFile

In [52]: with NamedTemporaryFile('w+') as f:
   ...:     print('filename is:', f.name)
   ...:
filename is: /var/folders/77/cwcr40m52z72xhbql18yvt740000gn/T/tmpvki4ejzd

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