Day-11： IO編程

　　因爲CUP的運行速度遠高於其餘外設，IO操做有兩種方式：

　　同步IO：CUP登着，程序暫停直到執行完後續代碼

　　異步IO：CUP不等待，去作其餘的事情，磁盤作完該作的事情後，告訴CUP，CUP再進行後續代碼

　　異步IO操做較爲複雜，這裏記錄同步IO操做。

• 文件讀寫

　　Python中讀寫文件是經過由操做系統提供的。

　　讀文件：先使用open()方法打開文件，以後使用read()方法讀入內存。

>>> f = open('/Users/michael/test.txt', 'r')

>>> f.read()
'Hello, world!'

　　最後，必須close()關閉文件，由於文件對象會佔用操做系統的資源。

>>> f.close()

　　而在其中一旦出了錯誤，就會拋出IOError，爲了保證最後能close()，使用with語句，來代替

with open('/path/to/file', 'r') as f:
    print f.read()

　　其中，read()一次性讀取所有內容，read(size)，每次讀取size個字節的內容，readline()每次讀取一行內容，readlines()一次讀取全部內容，每一行都儲存在list的一個元素中。

對於readlines()可使用：

for line in f.readlines():
    print(line.strip()) # 把末尾的'\n'刪掉

　　凡是可使用open()打開的對象，都是file-like Object。除了file外，還有內存的字節流，網絡流，自定義流等。

　　普通的文件是以ASCII碼編寫的，而對於圖片，視頻等是由二進制文件編寫的，得用‘rb’模式打開。

　　對於非ASCII編碼的文件，必須得由二進制模式打開，再解碼。好比GBK編碼的文件：

>>> f = open('/Users/michael/gbk.txt', 'rb')
>>> u = f.read().decode('gbk')
>>> u
u'\u6d4b\u8bd5'
>>> print u
測試

這裏有簡化的方法，利用codecs模塊，自動轉碼

import codecs
with codecs.open('/Users/michael/gbk.txt', 'r', 'gbk') as f:
    f.read() # u'\u6d4b\u8bd5'

　　寫文件：寫文件與讀文件相似，爲確保數據所有由內存寫入文件，使用with語句

with open('/Users/michael/test.txt', 'w') as f:
    f.write('Hello, world!')

若有特定編碼的文本文件，使用codecs模塊。

• 操做文件和目錄

 　　獲取環境變量：os.environ

　　獲取某個環境變量的值：os.getenv（‘PATH’）

　　查看當前目錄的據對路徑：os.path.abspath('.')

　　將兩個路徑拼成一個：os.path.join('/User/michael', 'testdir')

　　建立一個目錄：os.mkdir('/Users/michael/testdir')

　　刪除一個目錄：os.rmdir('/Users/michael/testdir')

　　拆分路徑，獲得最後一級的文件或目錄名：os.path.split（'/Users/michael/testdir/file.txt'）

　　拆分路徑，獲得文件擴展名：os.path.splitext('/path/to/file.txt')

　　文件重命名：os.rename('test.txt', 'test.py')

　　刪掉文件：os.remove('test.py')

　　複製文件：在shutil模塊中的copyfile()

　　列出當前目錄下的全部目錄：[x for x in os.listdir('.') if os.path.isdir(x)]

　　列出全部的.py文件：[x for x in os.listdir('.') if os.path.isfile(x) and os.path.splitext(x)[1]=='.py']

• 序列化

　　變量從內存中變成可儲存或傳輸的過程稱爲序列化，Python中負責序列化的叫作pickle和cPickle。

　　pickle和cPickle的區別在於cPickle是用c寫的，速度快；pickle是用python寫的，速度慢。因此：

try:
    import cPickle as pickle
except ImportError:
    import pickle

　　將對象序列化並寫入文件：

>>> f = open('dump.txt', 'wb')
>>> pickle.dump(d, f)
>>> f.close()

　　將對象從磁盤讀到內存，反序列化：

>>> f = open('dump.txt', 'rb')
>>> d = pickle.load(f)
>>> f.close()
>>> d
{'age': 20, 'score': 88, 'name': 'Bob'}

　　pickle序列化對象後，存儲的變量和原來的變量徹底不同，知識內容相同，並且每一個語言序列化後的變量也是不同的。爲了在不一樣的編程語言間傳遞對象，必須把對象序列化爲標準格式。Python內置的json模塊提供了很是完善的Python對象到JSON格式的轉換。

{}	dict
[]	list
"string"	'str'或u'unicode'
1234.56	int或float
true/false	True/False
null	None

使用json.dump方法

>>> import json
>>> d = dict(name='Bob', age=20, score=88)
>>> json.dumps(d)
'{"age": 20, "score": 88, "name": "Bob"}'

相似的，dump()方法能夠直接把JSON寫入一個file-like Object

JSON反序列化

>>> json_str = '{"age": 20, "score": 88, "name": "Bob"}'
>>> json.loads(json_str)
{u'age': 20, u'score': 88, u'name': u'Bob'}

loads()把JSON的字符串反序列化，load()從file-like Object中讀取字符串並序列化

將Student實例變成一個JSON對象。

def student2dict(std):
    return {
        'name': std.name,
        'age': std.age,
        'score': std.score
    }

print(json.dumps(s, default=student2dict))

將JSON反序列化爲一個Student對象實例

def dict2student(d):
    return Student(d['name'], d['age'], d['score'])

json_str = '{"age": 20, "score": 88, "name": "Bob"}'
print(json.loads(json_str, object_hook=dict2student))

  注：本文爲學習廖雪峯Python入門整理後的筆記