Python学习笔记24：进阶篇(十三)常见标准库使用之数据压缩功能模块zlib，gzip，bz2，lzma的学习使用

前言

本文是根据python官方教程中标准库模块的介绍，自己查询资料并整理，编写代码示例做出的学习笔记。

根据模块知识，一次讲解单个或者多个模块的内容。

教程链接：https://docs.python.org/zh-cn/3/tutorial/index.html

数据压缩

很多时候我们可以利用的内存有限，时间有限，资源有限，但是又不得不进行一些大量数据的操作时，我们可以通过压缩的方式灵活高效地处理数据存储和传输问题，优化应用性能。
在Python中，通过特定的算法，将原始数据转换成一个更紧凑的形式，这个过程称为压缩；而将压缩后的数据恢复到原始形式的过程则称为解压缩。这里简单了解一些这些模块后，一个个进行学习使用。

1. zlib:
   介绍：zlib 模块提供了对 zlib 压缩库的接口，支持 gzip 文件格式的压缩和解压缩。
   功能：可以用于数据的简单压缩和解压缩，常用于需要快速压缩速度和相对较高压缩率的场合。
   常用函数：compress(), decompress(), crc32() 等。
2. gzip:
   介绍：gzip 模块允许你使用 gzip 文件格式进行压缩和解压缩操作。
   功能：提供了文件对象（如 GzipFile）来处理 .gz 文件，可以透明地读写压缩文件，就像它们是普通文件一样。
   常用类：GzipFile 类用于创建或读取 gzip 格式的文件。
3. bz2:
   介绍：此模块提供了对 bzip2 压缩算法的支持。
   功能：相较于 zlib，bzip2 提供了更高的压缩比，但压缩速度较慢。适用于需要高压缩比而时间不是关键因素的场景。
   常用类：BZ2File 类用于读写 bzip2 格式的文件。
4. lzma:
   介绍：lzma 模块提供了对 LZMA (Lempel-Ziv-Markov chain Algorithm) 压缩算法的支持，这是 xz 文件格式的基础。
   功能：LZMA 提供了非常高的压缩比，特别适合于大文件的压缩。它在解压速度上也表现良好。
   常用类：LZMAFile 类用于读写 xz 格式的文件，以及相关的压缩和解压缩函数。
   这些模块使得Python能够方便地处理各种常见的压缩格式，满足不同的数据压缩需求。

zlib

zlib模块是Python的标准库之一，它提供了对zlib压缩库的接口，支持DEFLATE压缩算法，这是一种广泛使用的数据压缩算法，也是gzip、zip等文件格式的基础。zlib模块主要用于需要快速压缩速度和相对较高压缩率的场合，比如网络数据传输、文件存储等。

压缩与解压

import zlib

data = b"This is an example of compressed data."
# 压缩
compressed_data = zlib.compress(data)
# 解压
decompressed_data = zlib.decompress(compressed_data)
print(decompressed_data.decode())

通过输出可以看出，字符串压缩再解压后打印，并没有什么影响。

这里单独要讲2个点。

1. 字符串前面的b是什么？
   这个b表示后面的字符串会被处理成一个字节串。因为compress函数的入参就是一个字节串，直接传入字符串是不行的。为什么字节串可以字符串不行呢？因为zlib这个模块处理的就是原始的二进制数据，而不是文本字符串。字符串在计算机内存中是以特定的字符编码（如UTF-8）表示的，而压缩算法直接作用于这些二进制表示上。
   有没有类似的写法呢？这里随便讲几个，以后遇到这种类似的写法可以查查资料学习一下：

   字符串前的u前缀（Python 2中）：在Python 2中，字符串前加u表示创建一个Unicode字符串。例如，u"Hello, World!"。Python 3中默认字符串就是Unicode，因此不再需要u前缀。

   字符串前的r前缀：表示创建一个原始字符串（rawstring），其中的转义字符不会被处理。这在编写正则表达式或Windows文件路径时特别有用。例如，r"C:\path\to\file.txt"。