Python/cPython 输入输出操作完全指南-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/gitblog_00034/article/details/148324122

Python/cPython 输入输出操作完全指南

cpython cpython: 是Python编程语言的官方源代码仓库，包含Python解释器和标准库的实现。项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/cp/cpython

概述

在Python编程中，输入输出(I/O)操作是与用户交互和持久化数据存储的基础。Python/cPython提供了多种灵活的方式来处理输入输出，从简单的打印到复杂的文件操作。本文将全面介绍Python中的各种I/O技术，帮助开发者掌握数据展示和存储的最佳实践。

格式化输出

Python提供了多种格式化输出的方法，每种方法都有其适用场景。

1. f-字符串（格式化字符串字面值）

f-字符串是Python 3.6引入的特性，通过在字符串前加f或F前缀，可以直接在字符串中嵌入表达式：

name = "Alice"
age = 25
print(f"My name is {name} and I'm {age} years old.")

f-字符串支持格式说明符：

import math
print(f"Pi value is approximately {math.pi:.3f}")  # 保留3位小数

2. str.format()方法

这是Python传统的字符串格式化方法，提供了更详细的格式控制：

print("{} comes before {}".format("apple", "banana"))
print("{1} comes after {0}".format("apple", "banana"))
print("{fruit} is {color}".format(fruit="apple", color="red"))

3. 手动字符串格式化

对于简单的对齐需求，可以使用字符串方法：

str.rjust(width) - 右对齐
str.ljust(width) - 左对齐
str.center(width) - 居中
str.zfill(width) - 用零填充数字

for x in range(1, 4):
    print(str(x).rjust(2), str(x*x).rjust(3))

4. 旧式字符串格式化（%操作符）

虽然不推荐在新代码中使用，但在旧代码中仍常见：

print("The value is %5.2f" % 3.14159)

文件操作

Python通过内置的open()函数处理文件I/O，支持文本和二进制模式。

文件打开模式

| 模式 | 描述 | |------|------| | 'r' | 只读（默认） | | 'w' | 写入（会覆盖） | | 'a' | 追加 | | 'b' | 二进制模式 | | '+' | 读写模式 |

最佳实践：使用with语句

使用with语句可以确保文件正确关闭，即使发生异常：

with open('file.txt', 'r', encoding='utf-8') as f:
    content = f.read()

常用文件方法

读取操作
- f.read(size) - 读取指定大小的内容
- f.readline() - 读取一行
- f.readlines() - 读取所有行到列表
- 直接迭代文件对象（内存高效）
写入操作
- f.write(string) - 写入字符串
- f.writelines(sequence) - 写入多行
文件定位
- f.tell() - 返回当前位置
- f.seek(offset, whence) - 移动文件指针

文本模式与二进制模式

文本模式：处理字符串，自动转换换行符
二进制模式：处理字节，不进行任何转换

# 文本模式
with open('text.txt', 'w') as f:
    f.write("Hello\nWorld")

# 二进制模式
with open('binary.bin', 'wb') as f:
    f.write(b'\x48\x65\x6c\x6c\x6f')

JSON数据处理

Python的json模块可以方便地在Python对象和JSON格式之间转换：

import json

# Python对象转JSON字符串
data = {'name': 'Alice', 'age': 25}
json_str = json.dumps(data)

# JSON字符串转Python对象
data = json.loads(json_str)

# 直接读写JSON文件
with open('data.json', 'w') as f:
    json.dump(data, f)

with open('data.json', 'r') as f:
    data = json.load(f)