Python 之 os、open、json、pickle 模块的“疯狂”探险记
1.open函数的使用
Python 中的 open() 函数是处理文件的标准方法。它允许你打开一个文件，并对其进行读取、写入或追加操作
open(file,mode,encoding)函数的格式：
file：文件路径
mode：打开方式（
读： r
写： w 读完之后光标停留在最后读取的位置
追加： a
可读写 r+（文件不存在就报错）
可读写 w+（文件不存在就创建，如果文件内有内容会覆盖）
可读写 a+（光标默认停留在最后，不可直接读取到内容，使用seek（0）调整光标位置）,无论光标在哪，默认在最后写入
读取二进制 rb
写二进制 wb
encoding：解码方式
1.1 打开文件并读取内容：使用当你读写完文件后，需要关闭该文件,而with open 会自动帮你关闭文件。open 函数 需要你自己关闭文件。
f = open("./1.helloword.py", mode="w", encoding="utf8")
s.readable()
# 读取文件
content = s.read()
print(content)
cont = s.readline()
print(cont)
# 关闭文件
s.close()第二种方法:
# 打开文件进行读取
with open('example.txt', 'r') as f:
content = f.read()
print(content)
其他的常见方法：
readable():是否可读，返回True or False
read()：读取整个文件，返回字符串
readline():只读取一行，返回字符串
readlines()：逐行读取整个文件，将每行的字符串放进一个列表，返回列表
1.2 写入文件：
覆盖原文件内容，若没有文件则创建
# 打开文件进行写入
with open('output.txt', 'w') as f:
f.write('Hello, World!\n')
f.write('This is a new line.')
其他的常见方法：
writeable:是否可写，返回True or False
write：每次写入一行，但是不会自动换行，没有文件会自动创建,写入的数据必须是字符串
writelines:每次写入多条数据,参数是iterable类型数据，也不会自动换行
1.3 追加内容到文件末尾：
# 打开文件进行追加
with open('example.txt', 'a') as f:
f.write('\nThis is appended content.')
2. 数据序列化：Json与Pickle序列化是将数据结构或对象转换为可以存储或传输的格式（例如字节序列）的过程。反序列化则是序列化的逆过程，即将存储或传输的格式转换回原始的数据结构或对象。
2.1 Json 序列化与反序列化
json模块的优缺点：
json用于将数据序列化为 JSON 格式（一种轻量级的数据交换格式）。- 优点：跨语言支持好，数据格式简单、直观、易于阅读和理解。
- 缺点：不能直接处理 Python 特有的对象，如自定义类的实例，除非进行特殊处理。
以下是json的序列化和反序列化的演示：
import json
# 将 Python 对象转换为 JSON 字符串并写入文件
data = {'name': 'Alice', 'age': 30, 'city': 'New York'}
with open('data.json', 'w') as f:
json.dump(data, f)
# 从 JSON 文件中读取数据并解析为 Python 对象
with open('data.json', 'r') as f:
loaded_data = json.load(f)
print(loaded_data)
2.2 Pickle 序列化与反序列化：
Pickle模块的优缺点：
pickle可以序列化和反序列化大多数 Python 对象，包括自定义类的实例。- 优点：使用方便，能处理复杂的对象结构。
- 缺点：不安全，因为它可以执行任意代码，不应该用于不可信的数据
pickle模块的示例：
import pickle
# 将 Python 对象序列化并写入文件
data = {'name': 'Bob', 'age': 25, 'city': 'San Francisco'}
with open('data.pkl', 'wb') as f:
pickle.dump(data, f)
# 从 Pickle 文件中读取数据并反序列化为 Python 对象
with open('data.pkl', 'rb') as f:
loaded_data = pickle.load(f)
print(loaded_data)
3.os模块
文件和目录管理：os 模块os 模块提供了与操作系统交互的功能，允许 Python 程序在不同的操作系统上（如 Windows、Linux、Mac OS 等）具有可移植性。
3.1常用的方法介绍
-
文件和目录操作：
os.mkdir()：创建新目录。os.rmdir()：删除空目录。os.listdir()：列出指定目录中的文件和子目录。os.rename()：重命名文件或目录。os.remove()：删除文件。
-
路径操作：
os.path.join()：将多个路径组件组合成一个完整的路径。os.path.split()：将路径分割为目录和文件名两部分。os.path.exists()：检查路径是否存在。os.path.isfile()：判断是否为文件。os.path.isdir()：判断是否为目录。
-
进程管理：
os.system()：执行操作系统命令。
-
环境变量：
os.environ：获取系统环境变量。
-
工作目录：
os.getcwd()：获取当前工作目录。os.chdir()：改变当前工作目录。
-
文件属性：
os.stat()：获取文件或目录的状态信息，如大小、修改时间等。
-
权限管理：
os.chmod()：更改文件或目录的权限。
-
其他功能：
os.walk()：遍历目录树。os.popen()：执行命令并获取其输出。
通过使用 os 模块，Python 程序可以实现与操作系统的紧密集成，执行各种文件系统操作、系统管理任务以及适应不同操作系统的差异。
3.2 文件和目录操作示例：
import os
# 获取当前工作目录
print(os.getcwd())
# 创建目录
os.mkdir('my_directory')
# 列出目录中的文件
print(os.listdir('.'))
# 删除文件
os.remove('unnecessary_file.txt')
# 删除目录
os.rmdir('my_directory')3.3 路径操作与文件属性：
# 检查路径是否存在
print(os.path.exists('data.json'))
# 获取文件大小
print(os.path.getsize('data.json'))
# 分离文件名与路径
print(os.path.split('/path/to/file.txt'))
# 检查是否是文件或目录
print(os.path.isfile('data.json'))
print(os.path.isdir('my_directory'))OS中的方法：该表来自菜鸟编程，感兴趣的同学可以去菜鸟编程网站自行查找。
| 序号 | 方法及描述 |
|---|---|
| 1 | 检验权限模式 |
| 2 | 改变当前工作目录 |
| 3 | 设置路径的标记为数字标记。 |
| 4 | 更改权限 |
| 5 | 更改文件所有者 |
| 6 | 改变当前进程的根目录 |
| 7 | 关闭文件描述符 fd |
| 8 | os.closerange(fd_low, fd_high) 关闭所有文件描述符，从 fd_low (包含) 到 fd_high (不包含), 错误会忽略 |
| 9 | 复制文件描述符 fd |
| 10 | 将一个文件描述符 fd 复制到另一个 fd2 |
| 11 | 通过文件描述符改变当前工作目录 |
| 12 | 改变一个文件的访问权限，该文件由参数fd指定，参数mode是Unix下的文件访问权限。 |
| 13 | 修改一个文件的所有权，这个函数修改一个文件的用户ID和用户组ID，该文件由文件描述符fd指定。 |
| 14 | 强制将文件写入磁盘，该文件由文件描述符fd指定，但是不强制更新文件的状态信息。 |
| 15 | os.fdopen(fd[, mode[, bufsize]]) 通过文件描述符 fd 创建一个文件对象，并返回这个文件对象 |
| 16 | 返回一个打开的文件的系统配置信息。name为检索的系统配置的值，它也许是一个定义系统值的字符串，这些名字在很多标准中指定（POSIX.1, Unix 95, Unix 98, 和其它）。 |
| 17 | 返回文件描述符fd的状态，像stat()。 |
| 18 | 返回包含文件描述符fd的文件的文件系统的信息，Python 3.3 相等于 statvfs()。 |
| 19 | 强制将文件描述符为fd的文件写入硬盘。 |
| 20 | 裁剪文件描述符fd对应的文件, 所以它最大不能超过文件大小。 |
| 21 | 返回当前工作目录 |
| 22 | 返回一个当前工作目录的Unicode对象 |
| 23 | 如果文件描述符fd是打开的，同时与tty(-like)设备相连，则返回true, 否则False。 |
| 24 | 设置路径的标记为数字标记，类似 chflags()，但是没有软链接 |
| 25 | 修改连接文件权限 |
| 26 | 更改文件所有者，类似 chown，但是不追踪链接。 |
| 27 | 创建硬链接，名为参数 dst，指向参数 src |
| 28 | 返回path指定的文件夹包含的文件或文件夹的名字的列表。 |
| 29 | 设置文件描述符 fd当前位置为pos, how方式修改: SEEK_SET 或者 0 设置从文件开始的计算的pos; SEEK_CUR或者 1 则从当前位置计算; os.SEEK_END或者2则从文件尾部开始. 在unix，Windows中有效 |
| 30 | 像stat(),但是没有软链接 |
| 31 | 从原始的设备号中提取设备major号码 (使用stat中的st_dev或者st_rdev field)。 |
| 32 | 以major和minor设备号组成一个原始设备号 |
| 33 | 递归文件夹创建函数。像mkdir(), 但创建的所有intermediate-level文件夹需要包含子文件夹。 |
| 34 | 从原始的设备号中提取设备minor号码 (使用stat中的st_dev或者st_rdev field )。 |
| 35 | 以数字mode的mode创建一个名为path的文件夹.默认的 mode 是 0777 (八进制)。 |
| 36 | 创建命名管道，mode 为数字，默认为 0666 (八进制) |
| 37 | os.mknod(filename[, mode=0600, device]) |
| 38 | 打开一个文件，并且设置需要的打开选项，mode参数是可选的 |
| 39 | 打开一个新的伪终端对。返回 pty 和 tty的文件描述符。 |
| 40 | 返回相关文件的系统配置信息。 |
| 41 | 创建一个管道. 返回一对文件描述符(r, w) 分别为读和写 |
| 42 | os.popen(command[, mode[, bufsize]]) 从一个 command 打开一个管道 |
| 43 | 从文件描述符 fd 中读取最多 n 个字节，返回包含读取字节的字符串，文件描述符 fd对应文件已达到结尾, 返回一个空字符串。 |
| 44 | 返回软链接所指向的文件 |
| 45 | 删除路径为path的文件。如果path 是一个文件夹，将抛出OSError; 查看下面的rmdir()删除一个 directory。 |
| 46 | 递归删除目录。 |
| 47 | 重命名文件或目录，从 src 到 dst |
| 48 | 递归地对目录进行更名，也可以对文件进行更名。 |
| 49 | 删除path指定的空目录，如果目录非空，则抛出一个OSError异常。 |
| 50 | 获取path指定的路径的信息，功能等同于C API中的stat()系统调用。 |
| 51 | os.stat_float_times([newvalue]) |
| 52 | 获取指定路径的文件系统统计信息 |
| 53 | 创建一个软链接 |
| 54 | 返回与终端fd（一个由os.open()返回的打开的文件描述符）关联的进程组 |
| 55 | 设置与终端fd（一个由os.open()返回的打开的文件描述符）关联的进程组为pg。 |
| 56 | 返回一个字符串，它表示与文件描述符fd 关联的终端设备。如果fd 没有与终端设备关联，则引发一个异常。 |
| 57 | 删除文件路径 |
| 58 | 返回指定的path文件的访问和修改的时间。 |
| 59 | os.walk(top[, topdown=True[, οnerrοr=None[, followlinks=False]]]) 输出在文件夹中的文件名通过在树中游走，向上或者向下。 |
| 60 | 写入字符串到文件描述符 fd中. 返回实际写入的字符串长度 |
| 61 | 获取文件的属性信息。 |
| 62 | 获取当前目录的父目录，以字符串形式显示目录名。 |
| 63 | 重命名文件或目录。 |
这里我仅挑了几个常用的方法来介绍其使用方式：
import os
# 1. os.chdir 改变当前工作目录
original_dir = os.getcwd()
os.chdir('/home/user/Documents')
print("当前工作目录已更改为:", os.getcwd())
os.chdir(original_dir) # 恢复原始工作目录
# 2. os.mkdir 创建文件夹
try:
os.mkdir('new_folder')
except FileExistsError:
print("文件夹已存在")
# 3. os.listdir 列出指定路径下的文件和文件夹
files_and_folders = os.listdir('.')
print("当前目录下的文件和文件夹:", files_and_folders)
# 4. os.rename 重命名文件或目录
try:
os.rename('new_folder', 'enamed_folder')
except FileNotFoundError:
print("要重命名的对象不存在")
# 5. os.remove 删除文件
try:
with open('temp.txt', 'w') as f:
f.write('Some content')
os.remove('temp.txt')
except FileNotFoundError:
print("文件不存在")
# 6. os.walk 遍历目录树
for root, dirs, files in os.walk('.'):
print(f"根目录: {root}")
print(f"子目录: {dirs}")
print(f"文件: {files}")
print("-" * 20)
# 7. os.path 模块获取文件属性信息
import os.path
file_path = 'example.txt'
if os.path.exists(file_path):
print(f"文件是否存在: {os.path.exists(file_path)}")
print(f"是否是文件: {os.path.isfile(file_path)}")
print(f"是否是目录: {os.path.isdir(file_path)}")
print(f"文件大小: {os.path.getsize(file_path)} 字节")
else:
print("文件不存在")结论
本文介绍了 Python 中常用的文件操作方法 open() 函数，以及数据序列化和反序列化的 json 和 pickle 模块，最后探讨了 os 模块在文件系统操作中的应用。通过这些内容，你可以更好地理解和利用 Python 进行文件管理和数据处理的技巧。
希望本文能帮助你在 Python 开发中更加熟练地处理文件和操作系统相关任务。如果有任何疑问或建议，请留言讨论!
原文地址：https://blog.csdn.net/weixin_61003764/article/details/140615701
免责声明：本站文章内容转载自网络资源，如本站内容侵犯了原著者的合法权益，可联系本站删除。更多内容请关注自学内容网（zxcms.com）！