如何讀寫文本文件？
實際案例
某文本文件編碼格式已直(如UTF-8,GBK,BIG5)，在python2.x和python3.x中分別如何讀取這些文件？
解決方案
字符串的語義發生了變化：
| python2 | python3 |
|---|---|
| str | bytes |
| unicode | str |
python2.x 寫入文件前對 unicode 編碼，讀入文件后對二進制字符串解碼
>>> f = open('py2.txt', 'w')
>>> s = u'你好'
>>> f.write(s.encode('gbk'))
>>> f.close()
>>> f = open('py2.txt', 'r')
>>> t = f.read()
>>> print t.decode('gbk')
你好
python3.x 中 open 函數指定 t 的文本模式， encoding 指定編碼格式
>>> f = open('py3.txt', 'wt', encoding='utf-8')
>>> f.write('你好')
2
>>> f.close()
>>> f = open('py3.txt', 'rt', encoding='utf-8')
>>> s = f.read()
>>> s
'你好'
如何設置文件的緩沖
實際案例
將文件內容寫入到硬盤設備時，使用系統調用，這類I/O操作的時間很長，為了減少I/O操作的次數，文件通常使用緩沖區（有足夠多的數據才進行系統調用），文件的緩存行為，分為全緩沖、行緩存、無緩沖。
如何設置Python中文件對象的緩沖行文？
解決方案
全緩沖： open 函數的 buffering 設置為大于1的整數n，n為緩沖區大小
>>> f = open('demo2.txt', 'w', buffering=2048)
>>> f.write('+' * 1024)
>>> f.write('+' * 1023)
# 大于2048的時候就寫入文件
>>> f.write('-' * 2)
>>> f.close()
行緩沖： open 函數的 buffering 設置為1
>>> f = open('demo3.txt', 'w', buffering=1)
>>> f.write('abcd')
>>> f.write('1234')
# 只要加上\n就寫入文件中
>>> f.write('\n')
>>> f.close()
無緩沖： open 函數的 buffering 設置為0
>>> f = open('demo4.txt', 'w', buffering=0)
>>> f.write('a')
>>> f.write('b')
>>> f.close()
如何將文件映射到內存？
實際案例
-
在訪問某些二進制文件時，希望能把文件映射到內存中，可以實現隨機訪問.(framebuffer設備文件)
-
某些嵌入式設備，寄存器唄編址到內存地址空間，我們可以映射 /dev/mem 某范圍，去訪問這些寄存器
-
如果多個進程映射到同一個文件，還能實現進程通信的目的
解決方案
使用標準庫中的 mmap 模塊的
mmap()
函數，它需要一個打開的文件描述符作為參數
創建如下文件
[root@iZ28i253je0Z ~]# dd if=/dev/zero of=demo.bin bs=1024 count=1024
1024+0 records in
1024+0 records out
1048576 bytes (1.0 MB) copied, 0.00380084 s, 276 MB/s
# 以十六進制格式查看文件內容
[root@iZ28i253je0Z ~]# od -x demo.bin
0000000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
*
4000000
>>> import mmap
>>> import os
>>> f = open('demo.bin','r+b')
# 獲取文件描述符
>>> f.fileno()
3
>>> m = mmap.mmap(f.fileno(),0,access=mmap.ACCESS_WRITE)
>>> type(m)
# 可以通過索引獲取內容
>>> m[0]
'\x00'
>>> m[10:20]
'\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00'
# 修改內容
>>> m[0] = '\x88'
查看
[root@iZ28i253je0Z ~]# od -x demo.bin
0000000 0088 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
0000020 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
*
4000000
修改切片
>>> m[4:8] = '\xff' * 4
查看
[root@iZ28i253je0Z ~]# od -x demo.bin
0000000 0088 0000 ffff ffff 0000 0000 0000 0000
0000020 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
*
4000000
>>> m = mmap.mmap(f.fileno(),mmap.PAGESIZE * 8,access=mmap.ACCESS_WRITE,offset=mmap.PAGESIZE * 4)
>>> m[:0x1000] = '\xaa' * 0x1000
查看
[root@iZ28i253je0Z ~]# od -x demo.bin
0000000 0088 0000 ffff ffff 0000 0000 0000 0000
0000020 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
*
0040000 aaaa aaaa aaaa aaaa aaaa aaaa aaaa aaaa
*
0050000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
*
4000000
如何訪問文件的狀態？
實際案例
在某些項目中，我們需要獲得文件狀態，例如：
- 文件的類型(普通文件、目錄、符號鏈接、設備文件…)
- 文件的訪問權限
- 文件的最后的訪問/修改/節點狀態更改時間
- 普通文件的大小
-
…..
解決方案
當前目錄有如下文件
[root@iZ28i253je0Z 2016-09-16]# ll
total 4
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Sep 16 11:35 dirs
-rw-r--r-- 1 root root 0 Sep 16 11:35 files
lrwxrwxrwx 1 root root 37 Sep 16 11:36 lockfile -> /tmp/qtsingleapp-aegisG-46d2-lockfile
系統調用
標準庫中的os模塊下的三個系統調用 stat 、 fstat 、 lstat 獲取文件狀態
>>> import os
>>> s = os.stat('files')
>>> s
posix.stat_result(st_mode=33188, st_ino=267646, st_dev=51713L, st_nlink=1, st_uid=0, st_gid=0, st_size=0, st_atime=1473996947, st_mtime=1473996947, st_ctime=1473996947)
>>> s.st_mode
33188
>>> import stat
# stat有很多S_IS..方法來判斷文件的類型
>>> stat.S_ISDIR(s.st_mode)
False
# 普通文件
>>> stat.S_ISREG(s.st_mode)
True
獲取文件的訪問權限，只要大于0就為真
>>> s.st_mode & stat.S_IRUSR
256
>>> s.st_mode & stat.S_IXGRP
0
>>> s.st_mode & stat.S_IXOTH
0
獲取文件的修改時間
# 訪問時間
>>> s.st_atime
1473996947.3384445
# 修改時間
>>> s.st_mtime
1473996947.3384445
# 狀態更新時間
>>> s.st_ctime
1473996947.3384445
將獲取到的時間戳進行轉換
>>> import time
>>> time.localtime(s.st_atime)
time.struct_time(tm_year=2016, tm_mon=9, tm_mday=16, tm_hour=11, tm_min=35, tm_sec=47, tm_wday=4, tm_yday=260, tm_isdst=0)
獲取普通文件的大小
>>> s.st_size
0
快捷函數
標準庫中 os.path 下的一些函數，使用起來更加簡潔
文件類型判斷
>>> os.path.isdir('dirs')
True
>>> os.path.islink('lockfile')
True
>>> os.path.isfile('files')
True
文件三個時間
>>> os.path.getatime('files')
1473996947.3384445
>>> os.path.getmtime('files')
1473996947.3384445
>>> os.path.getctime('files')
1473996947.3384445
獲取文件大小
>>> os.path.getsize('files')
0
如何使用臨時文件？
實際案例
某項目中，我們從傳感器采集數據，每收集到1G數據后，做數據分析，最終只保存分析結果，這樣很大的臨時數據如果常駐內存，將消耗大量內存資源，我們可以使用臨時文件存儲這些臨時數據(外部存儲)
臨時文件不用命名，且關閉后會自動被刪除
解決方案
使用標準庫中的 tempfile 下的 TemporaryFile, NamedTemporaryFile
>>> from tempfile import TemporaryFile, NamedTemporaryFile
# 訪問的時候只能通過對象f來進行訪問
>>> f = TemporaryFile()
>>> f.write('abcdef' * 100000)
# 訪問臨時數據
>>> f.seek(0)
>>> f.read(100)
'abcdefabcdefabcdefabcdefabcdefabcdefabcdefabcdefabcdefabcdefabcdefabcdefabcdefabcdefabcdefabcdefabcd'
>>> ntf = NamedTemporaryFile()
# 如果要讓每次創建NamedTemporaryFile()對象時不刪除文件，可以設置NamedTemporaryFile(delete=False)
>>> ntf.name
# 返回當前臨時文件在文件系統中的路徑
'/tmp/tmppNvBu2'
總結
以上就是關于Python中文件I/O高效處理技巧的全部內容了，希望本文的內容對大家的學習或者工作能帶來一定的幫助，如果有疑問大家可以留言交流。
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