Python 输入输出与文件处理: io、pickle、json、csv、os.path 模块详解

Python 提供了强大的输入输出和文件处理工具，通过 io、pickle 和 json 等模块，开发者可以轻松处理文件、序列化和反序列化数据，并在不同格式之间进行转换。在本文中，我们将深入介绍这些模块的用法和实际示例。

1. io 模块：强大的输入输出工具

io 模块提供了对文件 I/O 进行灵活处理的能力。它支持文本文件和二进制文件的读写操作，包括读取、写入、追加等。

示例 1：读取文本文件并打印内容

with open('file.txt', 'r') as file:
    content = file.read()
    print(content)

示例 2：写入数据到文件

with open('output.txt', 'w') as file:
    file.write('Hello, I/O!')

2. pickle 模块：对象序列化工具

pickle 可以将 Python 对象序列化为字节流，便于存储和传输，同时也能将字节流反序列化为 Python 对象。

示例 3：将对象序列化并保存到文件

import pickle

data = {'name': 'Alice', 'age': 30}
with open('data.pickle', 'wb') as file:
    pickle.dump(data, file)

示例 4：从文件中反序列化对象

with open('data.pickle', 'rb') as file:
    loaded_data = pickle.load(file)
    print(loaded_data)
    # 输出：{'name': 'Alice', 'age': 30}

3. json 模块：处理 JSON 数据

json 模块提供了处理 JSON 数据的工具，可以实现 JSON 数据的编码和解码。

示例 5：将 Python 数据转换为 JSON 字符串并保存到文件

import json

data = {'name': 'Bob', 'age': 25}
with open('data.json', 'w') as file:
    json.dump(data, file)

示例 6：从 JSON 文件中读取数据并解码为 Python 对象

with open('data.json', 'r') as file:
    loaded_data = json.load(file)
    print(loaded_data)
    # 输出：{'name': 'Bob', 'age': 25}

4. csv 模块：处理 CSV 文件

csv 模块专门用于读写 CSV（逗号分隔值）文件，能够方便地处理表格数据。

示例 7：读取 CSV 文件并处理数据

import csv

with open('data.csv', 'r') as file:
    reader = csv.reader(file)
    for row in reader:
        print(row)

示例 8：写入数据到 CSV 文件

data = [
    ['Name', 'Age'],
    ['Alice', 30],
    ['Bob', 25]
]

with open('output.csv', 'w', newline='') as file:
    writer = csv.writer(file)
    writer.writerows(data)

5. os.path 模块：路径操作工具

os.path 模块提供了对路径字符串进行操作的方法，包括路径拼接、文件名提取、检查文件是否存在等。

示例 9：路径操作和文件检查

import os

path = '/path/to/some/file.txt'

# 提取文件名
print(os.path.basename(path))  # 输出：file.txt

# 检查文件是否存在
print(os.path.exists(path))   # 输出：True

# 获取文件的绝对路径
print(os.path.abspath(path))  # 输出：/full/path/to/some/file.txt

以上示例详细介绍了 io、pickle 和 json等模块在文件读写、数据序列化和反序列化方面的用法。如处理 CSV 格式的表格数据、对文件路径进行操作等。通过这些模块，开发者能够轻松处理不同类型的文件和数据，实现数据的持久化存储、交换和恢复。