文件系统

持久化存储

在Python中，持久化存储是指将数据保存到一个持久的存储介质（如硬盘）中，以便即使在程序结束后也能再次访问这些数据。Python提供了多种方式来实现数据的持久化存储，包括但不限于文件存储、使用数据库以及利用特定的数据序列化格式。以下是一些常见的Python数据持久化方法：

1. 使用文件系统

最基本的持久化存储方法是直接读写文件。Python提供了多种方式来处理文件，包括文本文件和二进制文件。

# 写入文本文件
with open('example.txt', 'w') as file:
    file.write('Hello, world!')

# 读取文本文件
with open('example.txt', 'r') as file:
    content = file.read()

警告

出现的 UnicodeEncodeError 错误通常与编码有关。当尝试将包含非ASCII字符的字符串写入文件时，在某些情况下，Python的默认编码（如cp1252）可能无法正确处理这些字符。要解决这个问题，可以在写入文件时明确指定一个能够处理这些字符的编码，如UTF-8。

可以通过在 open 函数中添加 encoding='utf-8' 参数来修改代码。这将确保使用UTF-8编码来写入文件，UTF-8编码可以处理大多数字符集。

2. 数据序列化

Python提供了几种数据序列化（转换数据结构为可存储或传输的格式）的方法，例如JSON、Pickle等。

JSON：用于将数据结构转换为JSON格式。

import json

data = {'name': 'John', 'age': 30, 'city': 'New York'}
# 序列化到文件
with open('data.json', 'w') as json_file:
    json.dump(data, json_file)

# 从文件反序列化
with open('data.json', 'r') as json_file:
    data = json.load(json_file)

Pickle：用于Python对象的序列化，可以序列化几乎所有的Python对象类型。

import pickle

# 序列化到文件
with open('data.pkl', 'wb') as pkl_file:
    pickle.dump(data, pkl_file)

# 从文件反序列化
with open('data.pkl', 'rb') as pkl_file:
    data = pickle.load(pkl_file)

3. 使用数据库

对于复杂的数据持久化需求，常常会使用数据库。Python提供了许多连接和操作数据库的库，支持包括SQLite、MySQL、PostgreSQL等多种数据库。

SQLite（使用标准库sqlite3）：

import sqlite3

# 连接到SQLite数据库
# 数据库文件是'data.db'
conn = sqlite3.connect('data.db')

# 创建一个Cursor对象
cursor = conn.cursor()

# 执行一个查询
cursor.execute('SELECT * FROM table_name')

# 关闭Cursor和Connection
cursor.close()
conn.close()

4. ORM（对象关系映射）

ORM框架如SQLAlchemy或Django ORM允许开发者以面向对象的方式来操作数据库，而无需直接编写SQL语句。

from sqlalchemy import create_engine, Column, Integer, String
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
from sqlalchemy.orm import sessionmaker

Base = declarative_base()

class User(Base):
    __tablename__ = 'users'
    id = Column(Integer, primary_key=True)
    name = Column(String)

engine = create_engine('sqlite:///data.db')
Base.metadata.create_all(engine)

Session = sessionmaker(bind=engine)
session = Session()

new_user = User(name='John Doe')
session.add(new_user)
session.commit()
session.close()

总结

Python的数据持久化选项非常多样，可以根据具体的应用场景和需求选择最合适的方法。对于简单的数据存储，文件读写或使用JSON、Pickle等序列化方式可能就足够了。对于更复杂的数据和需求，使用数据库和ORM框架可能是更好的选择

文件操作

open 函数及其模式

'r'模式：以只读方式打开文件。

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

'w'模式：以写入方式打开文件，如果文件存在则覆盖，不存在则创建。

with open('file.txt', 'w') as file:
    file.write('Hello, World!')

'a'模式：以写入方式打开文件，如果文件存在，则在文件末尾追加内容。

with open('file.txt', 'a') as file:
    file.write('Append content')

'r+'模式：以读写方式打开文件。
'w+'模式：以读写方式打开文件，如果文件存在则覆盖，不存在则创建。
'a+'模式：以读写方式打开文件，如果文件存在，则在文件末尾追加内容。

二进制模式（在模式字符串中加入'b'），例如'rb', 'wb', 'ab', 'rb+', 'wb+', 'ab+'，用于非文本文件。

信息

r - 这个模式代表“只读”模式。当你打开一个文件进行读取时，如果没有指定特定的模式，Python会默认使用这个模式。在这种模式下，只能从文件中读取数据，而不能写入或修改数据。如果文件不存在，尝试以这种模式打开文件会导致错误。

文件操作

file.read()：读取整个文件。
file.write()：写入字符串到文件。
file.tell()：返回文件的当前位置。
file.seek(offset)：改变文件的当前位置。
file.close()：关闭文件。通常与with语句一起使用，可以省略。

with 上下文管理器

使用with上下文管理器可以保证即使在发生异常时文件资源也能被正确释放。

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

os 模块函数

os.getcwd()：返回当前工作目录。

import os
cwd = os.getcwd()
print(cwd)

os.listdir()：返回指定目录下的文件和子目录列表。

entries = os.listdir(cwd)
print(entries)

os.mkdir('new_directory')

os.rmdir('new_directory')

os.remove()：删除文件。

os.remove('file.txt')

os.rename()：重命名文件或目录。

os.rename('old_name.txt', 'new_name.txt')