学会这几招,轻松掌握Python文件管理

一、Python中的文件管理

文件管理是很多应用程序的基本功能和重要组成部分。Python可以使文件管理极其简单,特别是和其它语言相对比。

以下,Peyton McCullough讲解了文件管理基础。

介绍

你玩过的游戏使用文件来保存存档;你下的订单保存在文件中;很明显,你早上写的报告也保存在文件中。

几乎以任何语言编写的众多应用程序中,文件管理是很重要的一部分。Python当然也不例外。在这篇文章中,我们将探究如何使用一些模块来操作文件。我们会完成读文件,写文件,增加文件内容的操作,写文件,增加文件内容的操作,还有一些另类的用法。OK,让我们开始吧。

读写文件

最基本的文件操作当然就是在文件中读写数据。这也是很容易掌握的。现在打开一个文件以进行写操作:

1 fileHandle = open ( 'test.txt', 'w' )

‘w’是指文件将被写入数据,语句的其它部分很好理解。下一步就是将数据写入文件:

1 fileHandle.write ( 'This is a test./nReally, it is.' )

这个语句将“This is a test.”写入文件的第一行,“Really, it is.”写入文件的第二行。最后,我们需要做清理工作,并且关闭文件:

1 fileHandle.close()

正如你所见,在Python的面向对象机制下,这确实非常简单。需要注意的是,当你再次使用“w”方式在文件中写数据,所有原来的内容都会被删除。如果想保留原来的内容,可以使用“a”方式在文件中结尾附加数据:

1  fileHandle = open ( 'test.txt', 'a' )
2  fileHandle.write ( '/n/nBottom line.' )
3  fileHandle.close()

然后,我们读取test.txt,并将内容显示出来:

1  fileHandle = open ( 'test.txt' )
2  print fileHandle.read()
3  fileHandle.close()

以上语句将读取整个文件并显示其中的数据。我们也可以读取文件中的一行:

1  fileHandle = open ( 'test.txt' )
2  print fileHandle.readline() # "This is a test."
3  fileHandle.close()

同时,也可以将文件内容保存到一个list中:

1  fileHandle = open ( 'test.txt' )
2  fileList = fileHandle.readlines()<div></div>
3  for fileLine in fileList:
4  print '>>', fileLine
5  fileHandle.close()

Python在读取一个文件时,会记住其在文件中的位置,如下所示:

1 fileHandle = open ( 'test.txt' )
2  garbage = fileHandle.readline()
3  fileHandle.readline() # "Really, it is."fileHandle.close()

可以看到,只有第二行显示出来。然而,我们可以让Python从头开始读来解决这个问题:

1 fileHandle = open ( 'test.txt' )
2  garbage = fileHandle.readline()
3  fileHandle.seek ( 0 )
4  print fileHandle.readline() # "This is a test."
5  fileHandle.close()

在上面这个例子中,我们让Python从文件第一个字节开始读取数据。所以,第一行文字显示了出来。当然,我们也可以获取Python在文件中的位置:

1 fileHandle = open ( 'test.txt' )
2 print fileHandle.readline() # "This is a test."
3 print fileHandle.tell() # "17"
4 print fileHandle.readline() # "Really, it is."

或者在文件中一次读取几个字节的内容:

1 fileHandle = open ( 'test.txt' )
2 print fileHandle.read ( 1 ) # "T"
3 fileHandle.seek ( 4 )
4 print FileHandle.read ( 1 ) # " "(原文有错)

在Windows和Macintosh环境下,有时可能需要以二进制方式读写文件,比如图片和可执行文件。此时,只要在打开文件的方式参数中增加一个“b”即可:

1  fileHandle = open ( 'testBinary.txt', 'wb' )
2  fileHandle.write ( 'There is no spoon.' )
3  fileHandle.close()
1  fileHandle = open ( 'testBinary.txt', 'rb' )
2  print fileHandle.read()
3  fileHandle.close()

二、从现有文件中获取信息

使用Python中的模块,可以从现有文件中获取信息。使用“os”模块和“stat”模块可以获取文件的基本信息:

1  import os
2  import stat
3  import time<div></div>
4
5  fileStats = os.stat ( 'test.txt' )
6  fileInfo = {
7     'Size' : fileStats [ stat.ST_SIZE ],
8     'LastModified' : time.ctime ( fileStats [ stat.ST_MTIME ] ),
9     'LastAccessed' : time.ctime ( fileStats [ stat.ST_ATIME ] ),
10     'CreationTime' : time.ctime ( fileStats [ stat.ST_CTIME ] ),
11     'Mode' : fileStats [ stat.ST_MODE ]
12 }
13
14  for infoField, infoValue in fileInfo:
15  print infoField, ':' + infoValue
16  if stat.S_ISDIR ( fileStats [ stat.ST_MODE ] ):
17  print 'Directory. '
18  else:
19   print 'Non-directory.'

上面这个例子创建了一个包含文件基本信息的dictionary。然后显示了相关信息,并且告诉我们打开的是否为目录。我们也可以试一下打开的是否是其它几种类型:

1  import os
2  import stat
3
4  fileStats = os.stat ( 'test.txt' )
5  fileMode = fileStats [ stat.ST_MODE ]
6  if stat.S_ISREG ( fileStats [ stat.ST_MODE ] ):
7    print 'Regular file.'
8  elif stat.S_ISDIR ( fileStats [ stat.ST_MODE ] ):
9    print 'Directory.'
10  elif stat.S_ISLNK ( fileStats [ stat.ST_MODE ] ):
11    print 'Shortcut.'
12  elif stat.S_ISSOCK ( fileStats [ stat.ST_MODE ] ):13   print 'Socket.'
14elif stat.S_ISFIFO ( fileStats [ stat.ST_MODE ] ):15   print 'Named pipe.'
16  elif stat.S_ISBLK ( fileStats [ stat.ST_MODE ] ):17   print 'Block special device.'
18elif stat.S_ISCHR ( fileStats [ stat.ST_MODE ] ):19   print 'Character special device.'

另外,我们可以使用“os.path”来获取基本信息:

1  import os.path
2
3  fileStats = 'test.txt'
4 if os.path.isdir ( fileStats ):
5   print 'Directory.'
6  elif os.path.isfile ( fileStats ):7   print 'File.'
8   elif os.path.islink ( fileStats ):
9    print 'Shortcut.'
10  elif os.path.ismount ( fileStats ):
11    print 'Mount point.'

三、目录

和普通文件一样,关于目录的操作也很容易掌握。首先,列出一个目录的内容:

1  import os
2
3  for fileName in os.listdir ( '/' ):
4    print fileName

正如你所见,这很简单,用三行代码就可以完成。

创建目录也很简单:

1  import os
2
3  os.mkdir ( 'testDirectory' )

删除刚才创建的目录:

1  import os
2
3  os.rmdir ( 'testDirectory )

嗯,可以创建多级目录:

1  import os
2
3  os.makedirs ( 'I/will/show/you/how/deep/the/rabbit/hole/goes' )

如果没有在创建的文件夹中添加任何东西,就可以一次性将它们全部删除(即,删除所列的所有空文件夹):

1  import os
2
3  os.removedirs ( 'I/will/show/you/how/deep/the/rabbit/hole/goes' )

当需要对一个特定的文件类型进行操作时,我们可以选择“fnmatch”模块。以下是显示“.txt”文件的内容和“.exe”文件的文件名:

1  import fnmatch
2  import os
3
4  for fileName in os.listdir ( '/' ):
5    if fnmatch.fnmath ( fileName, '*.txt' ):
6        print open ( fileName ).read()
7    elif fnmatch.fnmatch ( fileName, '*.exe' ):
8        print fileName

“*”字符可以表示任意长度的字符。如果要匹配一个字符,则使用“?”符号:

1  import fnmatch
2  import os
3
4  for fileName in os.listdir ( '/' ):
5    if fnmatch.fnmatch ( fileName, '?.txt' ):
6        print 'Text file.'

“fnmatch”模块支持正则表达式:

1  import fnmatch
2  import os
3  import re
4
5  filePattern = fnmatch.translate ( '*.txt' )
6  for fileName in os.listdir ( '/' ):
7    if re.match ( filePattern, fileName ):8       print 'Text file.'

若只需要匹配一种类型的文件,更好的办法是使用“glob”模块。该模块的格式和“fnmatch”相似:

1  import glob
2
3  for fileName in glob.glob ( '*.txt' ):
4  print 'Text file.'

使用一定范围的字符来匹配同样可行,就像在正则表达式中使用一样。假设你想要显示扩展名前只有一位数字的文件的文件名:

1  import glob
2
3  for fileName in glob.glob ( '[0-9].txt' ):
4  print filename

“glob”模块利用“fnmatch”模块来实现。

四、数据编组

使用前一节中介绍的模块,可以实现在文件中对字符串的读写。

然而,有的时候,你可能需要传递其它类型的数据,如list、tuple、dictionary和其它对象。在Python中,你可以使用Pickling来完成。你可以使用Python标准库中的“pickle”模块完成数据编组。

下面,我们来编组一个包含字符串和数字的list:

1  import pickle
2
3  fileHandle = open ( 'pickleFile.txt', 'w' )
4  testList = [ 'This', 2, 'is', 1, 'a', 0, 'test.' ]
5  pickle.dump ( testList, fileHandle )
6  fileHandle.close()

拆分编组同样不难:

1  import pickle
2
3  fileHandle = open ( 'pickleFile.txt' )
4  testList = pickle.load ( fileHandle )
5  fileHandle.close()
1  import pickle
2
3  fileHandle = open ( 'pickleFile.txt', 'w' )
4  testList = [ 123, { 'Calories' : 190 }, 'Mr. Anderson', [ 1, 2, 7 ] ]
5  pickle.dump ( testList, fileHandle )
6  fileHandle.close()
1  import pickle
2
3  fileHandle = open ( 'pickleFile.txt' )
4  testList = pickle.load ( fileHandle )
5  fileHandle.close()

如上所述,使用Python的“pickle”模块编组确实很简单。众多对象可以通过它来存储到文件中。如果可以的话,“cPickle”同样胜任这个工作。它和“pickle”模块一样,但是速度更快:

1 import cPickle

2

3 fileHandle = open ( 'pickleFile.txt', 'w' )

4 cPickle.dump ( 1776, fileHandle )

5 fileHandle.close()

五、创建“虚拟”文件

你用到的许多模块包含需要文件对象作为参数的方法。但是,有时创建并使用一个真实的文件并让人感到有些麻烦。所幸的是,在Python中,你可以使用“StringIO”模块来创建文件并将其保存在内存中:

1  import StringIO
2
3  fileHandle = StringIO.StringIO ( "Let freedom ring" )
4  print fileHandle.read() # "Let freedom ring."
5  fileHandle.close()

cStringIO”模块同样有效。它的使用方法和“StringIO”一样,但就像“cPickle”之于“pickle”,它速度更快:

1 import cStringIO
2
3  fileHandle = cStringIO.cStringIO ( "To Kill a Mockingbird" )
4  print fileHandle.read() # "To Kill a Mockingbid"
5  fileHandle.close()

结论

文件管理,是众多编程语言的程序员在编写应用程序是经常遇到的问题。幸好,和其它语言相比,Python使其出乎意料地容易。Python的标准库中提供了许多相关的模块帮助程序员解决这方面的问题,而它的面向对象的机制也简化了操作。

好了,现在你已经了解了Python中文件管理的基本知识,可以在今后的应用程序中很好地使用了。

原文发布于微信公众号 - CDA数据分析师(cdacdacda)

原文发表时间:2015-12-25

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