Python基础之 文件和数据格式化

　　一、文件的使用

　　1.1 文件的类型(文本、二进制)

　　文件的存储形式：二进制

　　文件的展示方式：文本文件、二进制文件

　　文本文件：由单一特定编码(如UTF-8编码)组成，可以被看成是长字符串。如.txt文件、.py文件

　　二进制文件：无统一的字符编码，直接由0/1组成。如.png文件、.avi文件

　　1.2 文件的打开和关闭( open()、.close() )

　　文件处理三步走：打开 -> 处理 -> 关闭

　　

 

　　图1-1

　　文件打开：

　　<变量名> = open(<文件路径和名称>, <打开模式>)

　　文件路径和名称：

　　绝对路径 "E:/Python_Module/f.txt" 或 "E:\\Python_Module\\f.txt"(斜杠和反斜杠的区别)

　　相对路径 "./Python_Module/f.txt" 或 "f.txt"(前者的 ./ 表示当前目录下，后者意为 f.txt 与 python 源文件同目录)

　　打开模式：

　　表1-1 文件打开模式

　　文件打开模式说明

　　' r '只读模式(默认打开模式)

　　若文件不存在，返回FileNotFoundError

　　' w '覆盖写模式

　　若文件存在，则完全覆盖原文件内容

　　若文件不存在，则创建文件

　　' x '创建模式

　　若文件存在，返回FileExistsError

　　若文件不存在，则创建文件

　　' a '追加写模式

　　若文件存在，则在文件最后追加写入内容

　　若文件不存在，则创建文件

　　' b '二进制方式读取文件模式

　　' t '文本方式读取文件模式(默认模式)

　　' + '与 r/w/x/a 一同使用，在原功能上增加读功能

　　文件关闭：

　　<变量名>.close()

　　注：若程序中只打开文件而没有关闭文件，那么文件将一直处于打开状态，当程序正常退出时，python解释器自动将文件关闭。

　　1.3 文件内容的读取

　　1.3.1 读文件方法( .read()、.readline()、.readlines() )

　　表1-2 读文件方法

　　方法说明

　　.read(size=-1)默认读入文件 a 的全部内容，形成一个长字符串

　　若 size 给定，则读入前 size 长度的信息

　　.readline(size=-1)默认读入文件操作指针指向的那一行内容，形成一个字符串

　　若 size 给定，则读入该行前 size 长度的信息

　　.readlines(hint=-1)默认读入文件 a 的所有行内容，并以每行为元素形成列表

　　若 hint 给定，则读入前 hint 行的信息

　　1.3.2 文件的全文本操作(全读统一处理、按数量读逐一处理)

　　1. 法一：

　　优点：一次读入，统一处理

　　缺点：文件太大则耗费时间和内存

　　fname = input("请输入要打开文件的绝对路径：\n\r")

　　fo = open(fname, 'rt') # 只读、文本形式

　　txt = fo.read()

　　# 对全文txt进行处理

　　fo.close()

　　2. 法二：

　　优点：按数量读入，逐步处理

　　fname = input("请输入要打开文件的绝对路径：\n\r")

　　fo = open(fname, 'rt') # 只读、文本形式

　　txt = fo.read(2)

　　while txt != "":

　　# 对2个字符txt进行处理

　　txt = fo.read(2)

　　fo.close()

　　1.3.3 文件的逐行操作(全读分行处理、分行读分行处理)

　　1. 法一：

　　优点：一次读入，逐行处理

　　缺点：文件太大则耗费时间和内存

　　fname = input("请输入要打开文件的绝对路径：\n\r")

　　fo = open(fname, 'rt') # 只读、文本形式

　　for line in fo.readlines():

　　# 对一行txt进行处理

　　fo.close()

　　2. 法二：

　　优点：分行读入，逐行处理

　　fname = input("请输入要打开文件的绝对路径：\n\r")

　　fo = open(fname, 'rt') # 只读、文本形式

　　for line in fo: # 从 文件操作指针指向的当前位置 到 文件结尾 遍历行

　　# 对一行txt进行处理

　　fo.close()

　　1.4 数据的文件写入( .write()、.writelines()、.seek() )

　　表1-3 写文件方法

　　方法说明

　　.write(s)向文件 a 中写入一个字符串 s 或字节流 s

　　.writelines(ls)将列表 ls 的元素直接拼接并写入文件 a ，列表 ls 的元素要全是字符串

　　.seek(offset)改变当前文件操作指针的位置，offset含义：

　　0：指向文件开头

　　1：指向当前位置

　　2：指向文件结尾

　　二、一维数据的格式化和处理

　　一维数据间关系对等，线性方式组织。对应列表、数组、集合概念。

　　2.1 一维数据的表示(有序列表、无序集合)

　　若数据间有序，使用列表类型表示，for 循环遍历每一个数据

　　若数据间无序，使用集合类型表示，for 循环遍历每一个数据

　　2.2 一维数据的存储(空格、逗号、其他)

　　空格分隔：使用一个或多个空格分隔数据进行存储，不换行。缺点是数据中不能有空格。

　　英文逗号：使用英文逗号分隔数据进行存储，不换行。缺点是数据中不能有英文逗号。

　　其他方式：使用符号或符号组合分隔数据进行存储，建议采用特殊符号，避免使用数据中有的符号。缺点是与数据特点有关，通用性差。

　　2.3 一维数据的处理(读、写)

　　打开文件，读取一维数据

　　# 打开并读取一维数据为字符串

　　txt = open(fname).read()

　　# 以字符串中的空格为间隔，分隔出各个元素并返回列表类型

　　ls1 = txt.split()

　　'''

　　# 以字符串中的英文逗号为间隔，分隔出各个元素并返回列表类型

　　ls2 = txt.split(",")

　　# 以字符串中的特殊符号$为间隔，分隔出各个元素并返回列表类型

　　ls3 = txt.split("$")

　　'''

　　f.close()

　　写入一维数据到文件

　　ls = ['中国', '美国', '法国', '俄罗斯']

　　# 以覆盖写模式打开文件

　　f = open(fname, 'w')

　　# 使用.join方法在ls的每一个元素(最后一个元素除外)后面添加一个空格

　　f.wirte(' '.join(ls))

　　'''

　　# 使用.join方法在ls的每一个元素(最后一个元素除外)后面添加一个英文逗号

　　f.wirte(','.join(ls))

　　# 使用.join方法在ls的每一个元素(最后一个元素除外)后面添加一个特殊字符$

　　f.wirte('$'.join(ls))

　　'''

　　f.close()

　　三、二维数据的格式化和处理

　　由多个一维数据构成，对应表格等概念(表头是二维数据的一部分)。

　　3.1 二维数据的表示(二维列表)

　　使用二维列表类型表达二维数据。如：[ [1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9], [10, 11, 12] ] 。

　　for 循环遍历列表中每一个元素，再一次 for 循环遍历元素中的每一个数据。(外层列表中每一个元素可以对应一行，也可以对应一列)

　　3.2 CSV数据存储格式

　　CSV(Comma-Separated Values)，是用英文逗号分隔值的一种方式，一般以.csv为扩展名

　　每行一个一维数据，一维数据内部用英文逗号分隔;文件无空行

　　如果某个元素缺失，逗号仍要保留

　　二维数据表头可以作为数据存储，也可以另行存储

　　逗号与数据之间无额外空格

　　Excel和一般编辑软件都可以读入或另存为csv文件

　　3.3 二维数据的存储(行列)

　　可以按行存，也可以按列存

　　一般索引习惯：ls[row][column]，先索引行再索引列

　　3.4 二维数据的处理(读、写、遍历)

　　打开文件，读取二维数据

　　fo = open(fname)

　　# 创建二维数据空列表

　　ls = []

　　# 以字符串形式遍历每一行(每一行 = 一个一维数据)

　　for line in fo:

　　# 将字符串最后的换行转义符去掉

　　line = line.replace("\n","")

　　# 以字符串中的逗号为分隔划分成一个列表，再将列表加到ls中

　　ls.append(line.split(","))

　　fo.colse()

　　写入二维数据到文件

　　ls = [[], [], [], []]

　　# 以覆盖写模式打开文件

　　f = open(fname, 'w')

　　# 遍历每一个一维数据

　　for item in ls:枣庄人流医院哪个好 http://mobile.3635555.cn/

　　# 使用.join方法在ls的每一个元素(最后一个元素除外)后面添加一个英文逗号，并在最后加入换行转义符

　　f.write(','.join(item) + '\n')

　　f.close()

　　遍历二维数据

　　ls = [[1, 2], [3, 4], [5, 6]]

　　# 二层循环

　　for row in ls:

　　for column in row:

　　print('{}, '.format(column))

　　print('\n\r')

　　# 索引循环

　　for i in range(len(ls)):

　　print('{}, {}'.format(ls[i][0], ls[i][1]))

　　print('\n\r')

　　四、“自动轨迹绘制”实例

　　需求：根据脚本绘制图形

　　思路：1. 自定义数据文件格式(文件与程序之间的接口)

　　2. 编写程序，根据文件接口解析参数绘制图形

　　3. 编写数据文件

　　4.1 自定义数据文件格式(文件与程序之间的接口)

　　自定义：<海龟行进距离>,<转向判断(0左1右)>,<转向的绝对角度>,<红色通道(0~1浮点数)>,<蓝色通道(0~1浮点数)>,<绿色通道(0~1浮点数)>

　　例如：300,0,144,1,0,0 或 300,1,144,0,1,0

　　4.2 编写程序，根据文件接口解析参数绘制图形

　　import turtle

　　# 生成绘画环境

　　turtle.title("自动轨迹绘制")

　　turtle.setup(800,600,0,0)

　　turtle.pencolor("red")

　　turtle.pensize(5)

　　# 读取数据

　　txt = open("data.txt")

　　datas = [] # 准备一个空列表

　　for line in txt: # 以字符串形式获得文件的每一行

　　# 将一行结尾处的换行符去掉

　　line = line.replace("\n", "")

　　# 根据英文逗号分隔字符串->

　　# map()将eval()作用于每个元素上，去掉每个数据两侧的引号->

　　# 形成一个列表拼接到列表datas中

　　datas.append(list(map(eval, line.split(","))))

　　txt.close()

　　# 自动绘制

　　for i in range(len(datas)):

　　turtle.pencolor(datas[i][3], datas[i][4], datas[i][5]) # 颜色设置

　　turtle.right(datas[i][2]) if datas[i][1] else turtle.left(datas[i][2]) # 角度设置

　　turtle.forward(datas[i][0]) # 前进控制

　　turtle.hideturtle()

　　turtle.done()

　　4.3 编写数据文件

　　300,0,72,0,0,0

　　300,1,144,0,0,1

　　300,1,144,0,1,0

　　300,1,144,0,1,1

　　300,1,144,1,0,0

　　185.41,1,108,1,0,1

　　185.41,1,72,1,0.5,0.5

　　185.41,1,72,0.9,0.5,0.9

　　185.41,1,72,0.1,0.5,0.9

　　185.41,1,72,0.9,0.5,0.1

　　文件保存为.txt格式，存放于python源代码目录下。

　　总结：

　　自动化思维：数据与功能分离，数据驱动的自动运行

　　接口化设计：格式化设计接口，清晰明了

　　二维数据应用：应用维度组织数据，二维数据最常用

　　接口的扩展：增加更多的接口;功能扩展：增加弧形绘制;需求扩展：自动绘制动画