AI闪电战：代码+实战 从Python速通到深度学习|文件操作高级技巧

想要查看本系列的其他文章请到作者主页中。 学习提示：在有别的编程基础之上，学习Python很简单，只是语法不同，所以有很多新的语法记不住也没关系，不用专门耗时间死记，实战的时候现用现查就行。
下面的介绍中是每个部分最常用的语法，基本能够应付绝大多数的情况，如果希望学习更详细的内容，可以参考每个部分给出的资料链接。

AI闪电战：代码+实战 从Python速通到深度学习|文件操作高级技巧

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1. 处理二进制文件

作用

二进制文件处理主要用于操作非文本文件，如图像、音频、视频、以及某些特定格式的数据文件（如.exe、.bin）。与文本文件不同，二进制文件中数据以字节形式存储，必须用二进制模式读取和写入，以确保数据不会被误解或损坏。

常用语法

1.1 打开二进制文件

在 Python 中，我们使用 open() 函数，并加上模式 'b' 来打开二进制文件。

• 'rb'：以二进制模式只读文件。
• 'wb'：以二进制模式写入文件。
• 'ab'：以二进制模式追加写入文件。

# 假设 example.bin 文件中存储了以下字节数据：b'\x48\x65\x6c\x6c\x6f\x2c\x20\x57\x6f\x72\x6c\x64\x21'
# 示例：打开一个二进制文件进行读取
with open("example.bin", "rb") as file:
    binary_data = file.read()  # 读取整个二进制文件
    print(binary_data)  # 输出：b'\x48\x65\x6c\x6c\x6f\x2c\x20\x57\x6f\x72\x6c\x64\x21'

1.2 写入二进制文件

将数据写入二进制文件时，需要确保数据类型是字节（bytes）类型。如果要将字符串写入二进制文件，可以先使用 encode() 方法将其转为字节格式。

# 假设 example.bin 文件为空
# 示例：将数据写入二进制文件
data = b'\x48\x65\x6c\x6c\x6f\x2c\x20\x57\x6f\x72\x6c\x64\x21'  # 字节序列
with open("example.bin", "wb") as file:
    file.write(data)  # 写入字节数据

特别说明
在处理二进制文件时，数据通常以字节序列的形式存储和读取。字节序列是一系列二进制数字（通常以十六进制表示），而对应的文本序列则是通过编码（如 UTF-8 或 ASCII）将字节数据转换为可读的字符。

举例： 以下是字节序列和其对应的文本表示之间的转换示例。

字节序列（十六进制表示）： b’\x48\x65\x6c\x6c\x6f\x2c\x20\x57\x6f\x72\x6c\x64\x21’

• 这是一个二进制文件中的字节序列，每个字节使用 16 进制表示法。每个 \x 后面两个字符表示一个字节（8 位二进制数）。

• 对应的 ASCII 文本表示为： Hello, World!

• 解释：在 ASCII 编码中

  • \x48 对应字符 H
  • \x65 对应字符 e
  • \x6c 对应字符 l
  • \x6f 对应字符 o
  • \x2c 对应字符,
  • \x20 对应空格
  • \x57 对应字符 W
  • \x6f 对应字符 o
  • \x72 对应字符 r
  • \x6c 对应字符 l
  • \x64 对应字符 d
  • \x21 对应字符!

如果是字符串数据需要写入二进制文件，可以先进行编码：

# 假设 example.bin 文件为空
# 示例：将字符串编码为字节后写入二进制文件
# 定义一个字符串
text = "Hello, World!"

# 使用 with 语句打开一个名为 "example.bin" 的文件，模式为 "wb"（以二进制写入模式打开，如果文件不存在则创建，如果存在则覆盖）
with open("example.bin", "wb") as file:
    # 使用 encode("utf-8") 方法将字符串 text 按照 UTF-8 编码转换为字节序列
    # 然后使用 file.write() 方法将字节序列写入到打开的文件中
    file.write(text.encode("utf-8"))  # 使用 UTF-8 编码写入

特别解释
字符编码方案 就像是翻译不同语言的字典，它将计算机只懂的二进制（0 和 1）翻译成我们能理解的文字（如字母、数字、符号）。每个字符都会分配一个独特的数字（称为码点），然后通过编码方案把这个码点转换成二进制数据，这样计算机就能处理和存储字符。

常见的字符编码方案：

1. ASCII（American Standard Code for Information Interchange）：最早的编码方案之一，只用 7 位二进制（即 0 到 127）表示字符。它能编码英文字符和一些特殊符号，但无法表示其他语言的字符（比如中文）。

2. ISO-8859-1：也叫拉丁字母 1，是扩展了 ASCII 的 8 位编码，能表示西欧的语言字符。

3. UTF-8（Unicode Transformation Format -