Skr-Eric的Python课堂（十八）——Python的字节串/字节数组和文件

序列的种类:

  字符串 str

  列表 list

  元组 tuple

  字节串 bytes

  字节数组 bytearray

 

字节串和字节数组

字节串(也叫字节序列) bytes

  作用:

    存储以字节为单位的数据

    字节串是不可变的字节序列

 

字节:

  字节是0~255之间的整数，字节是数据传输和数据存储的基本单位

    (例如：中国移动的流量...,文件大小等)

  

创建空字节串的字面值

  b''

  b""

  b""""""

  b''''''

创建非空的字节串的字面值

  b'ABCD'

  b"ABCD"

  b'\x41\x42'

 

字节串的构造函数:

   bytes()  # 生成一个字的字节串，等同于 b''

   bytes(整型可迭代对象)  用可迭代对象创建一个字节串

   bytes(整数n)  生成n个值为0的字节串

   bytes(字符串, encoding='utf-8')  用字符串的转换编码生成一个字节串

示例:

b = bytes()  
b = bytes(range(65, 90))
b = bytes(10)
b = bytes('hello', 'utf-8')
b = bytes('中文', 'utf-8')

bytes 的运算:

  与其它序列的运算规则完全相同

  + += * *=

  < <= > >= == !=

  in / not in

  索引和切片

len(x), max(x), min(x), sum(x), any(x), all(x)

 

bytes 与 str的区别

  bytes 存储字节(0~255)

  str 存储字符(用来表示文字信息，值为0~65535或更大)

 

bytes与 str转换

        编码(encode)

  str   ---------->  bytes

    b = s.encode(encoding='utf-8')

 

         解码(decode)

  bytes  ---------> str

    s = b.decode(encoding='utf-8')

 

字节数组 bytearray

  可变的字节序列

构造函数:

   bytearray()  # 生成一个字的字节串

   bytearray(整型可迭代对象)  用可迭代对象创建一个字节数组

   bytearray(整数n)  生成n个值为0的字节数组

   bytearray(字符串, encoding='utf-8')  用字符串的转换编码生成一个字节数组

 

运算和字节串完全相同

  * *= + +=

  < <= > >= == !=

  in / not in

  索引 index / 切片 slice

  字节数组支持索引和切片赋值(重要)

 

文件 File

  什么是文件

    文件是用于数据存储的单位

    文件通常用来长期存储数据

    文件中的数据是以字节(byte)为单位进行存储的

 

文件的操作流程:

   1. 打开文件

   2. 读/写文件

   3. 关闭文件

   注:任何操作系统，一个应用程序同时打开文件的数量有最大数限制

 

文件的打开函数:

  open(file, mode='rt')  用于打开一个文件，返回此文件对应的文件流对象，如果打开失败则会触发OSError错误

 

文件的关闭方法:

  F.close()  # 关闭文件，释放系统资源

示例:

# 此示例示意文件 的打开和关闭
try:# f = open("mynote.txt")  # 打开文件f = open('/home/tarena/aid1807/pbase/day16/code/mynote.txt')print("文件打开成功")f.close()print("文件已关闭")
except OSError:print("文件打开失败")

 

文本文件的操作:

  文本文件的模式字符 't'

  说明:

    1. 对文本文件的读写需要用字符串str 进行读取和写入数据

    2. 默认文件中存储的都是字符(文字)数据,在读写中会自动进行编码转换操作

    3. 以行为单位分隔，在python内统一用'\n'作用换行符进行分隔

 

  各操作系统的换行符:

    Linux换行符:        '\n'

    Windows 换行符:     '\r\n'

    旧的Macintosh换行符: '\r'

    新的Mac OS 换行符：  '\n'

 

文本文件读方法:

  F.readline()

  F.readlines()

  F.read([字符数或字节数])

示例：

# 此示例示意文件 的打开及读取文本信息的操作
try:f = open("mynote.txt")  # 打开文件print("文件打开成功")# 读写文件s = f.readline()  # 读取一行  s='abcd\n'print('len(s)=', len(s), '内空是', s)s = f.readline()  # 再读取一行 s = '1234'print('len(s)=', len(s), '内空是', s)s = f.readline()  # 再读取第三行 s = '' print('len(s)=', len(s), '内空是', s)# 关闭文件f.close()print("文件已关闭")
except OSError:print("文件打开失败")

 

文本文件的写方法

  模式字符串: 'w'/'x'/'a'

  F.write(字符串)

  F.writelines(字符串列表)

示例:

# f = open("newfile")
# 如果不写第二个参数默认是:  f = open('newfile', 'rt')
try:# f = open("/root/newfile.txt", 'wt')  # 失败抛出异常错误通知f = open("newfile.txt", 'w')# f = open("newfile.txt", 'x')  # 如果原文件存在，则报错# f = open("newfile.txt", 'a')  # 如果原文件存在，则报错print("打开成功")# 在此处进行写文件操作f.write("hello")f.write("world")f.writelines(['123456\n', 'abcdef\n'])f.close()print("关闭文件成功")
except OSError:print("创建文件失败")

 

文件的迭代读取

  文件流对象是可迭代对象,迭代过程将以换行符'\n'作用分隔符依次获取

示例:

f = open('mynote.txt', 'rt')
for line in f:  # f绑定的文件流对象是可迭代对象print(line)

 

标准输入输出文件:

  sys.stdin 标准输入文件（默认为键盘设备)

  ctrl + d  快捷键是让键盘输入文件结束符

  sys.stdout 标准输出文件 (默认为屏幕终端)

  sys.stderr 标准错误输出文件(默认为屏幕终端)

   模块名: sys

 

  说明:

    1. 标准文件不需要打开和关闭就可以使用

    2. 每一个python程序启动后都会有以上三个文件供我们使用

  示例:

# 此示例示意标准输入文件 sys.stdin 的用法
import sys
s = sys.stdin.readline()
print(s)
sys.stdin.close()  # 关闭标准输入文件则input函数就不能用了
s2 = input("请输入:")
print(s2)

# 此示例示意标准输入文件 sys.stdin 的用法
import sys
s = sys.stdin.read()
print(s)

import sys
sys.stdout.write("我是一个标准输出\n")
sys.stderr.write("我的出现是个错误！！！\n")
print("hello", 'world', file=sys.stdout)
f =open("myfile.txt", 'w')
print("你好!", "我在文件里", file=f)
f.close()

 

二进制文件操作:

  模式字符: 'b'

  默认文件中存储的都是以字节为单位的数据，通常有人为的格式

  对二进制文件的读写需要用字节串(bytes) 进行操作

 

常用的操作方法:

  F.read([字节数/字符数])

    对于文本文件, F.read()返回类型为字符串str

    对于二进制文件,F.read()返回类型为字节串bytes

  F.write()

    同上,对于二进制文件，写入的数据为字节串bytes或bytearray

F.tell() 方法

  返回当前文件流的读写位置(从0开始,以字节为单位)

F.seek方法

  作用:

    设置文件的读写位置

  格式:

    F.seek(偏移量, whence=相对位置)

      偏移量

        大于0代表向文件尾方向移动

        小于0代表向文件头方向移动

      相对位置

        0 代表从文件头开始偏移

        1 代表从当前位置开始偏移

        2 代表从文件尾开始偏移

  示例:

# 此示例示意seek方法的用法
f = open('20.txt', 'rb')  # 二进制方式打开
b = f.read(3)  # 读了三个字节
print(b)
# f.seek(5, 0)  # 代表从文件头向后移动5个字节
# f.seek(2, 1)  # 代表从当前位置向后移动2个字节
f.seek(-15, 2)  # 代表从文件尾向前移动15个字节
b = f.read(5)
print(b)  # b'ABCDE'
f.close()

 

课后习题:

  1. 写程序，让用户输入一系列整数，当输入小于零的数时结束输入

    1) 将这些数字存于列表中

    2) 将列表中的数字写入到文件numbers.txt中

    (提示:需要将整数转为字符串或字节串才能存入文件中)

  2. 写程序，将上题的numbers.txt中的整数读入到内存中形成列表

    计算这些数中的最大值，最小值和它们的和

 

  3. 写程序，实现复制文件功能

    要求:

      1) 要考虑关闭文件问题

      2) 要考虑超大文件复制问题

      3) 要能复制二进制文件(如:/usr/bin/python3 等文件)

 

  4. 将学生信息管理程序添加两个功能:

     | 9)  保存信息到文件(si.txt)   |

     | 10) 从文件中读取数据(si.txt) |

 

 

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