你会处理圆周率吗？----- Python操作文件应用举例

Posted 2021-10-25 易果啥笔

        呜呜呜，好久没更新了，     

        今天我们来聊聊IO流，之前我们用java中的IO流对文件进行了一些简单的操作，这次我们用Python作为基础语言来学习如何使用文件中的IO流。

        有这样一道作业：

         圆周率的前100万位小伙伴们可以自行到网上下载，或者联系我：[e-mail]。

        这是一个简单的文件读取和写入的作业，对于Python中文件对象的使用细则，限于篇幅，就不细讲了，在这，我只介绍几个常用的文件函数： 

1. tell()

        获取文件指针的位置，之后的写入等操作都是从文件指针处开始操作。

2. read()

        用于读取整个文件，返回一个字符串，可以添加一个参数，如 read(100) 表示读取从文件指针处开始的100个字节，唯一需要注意的是，执行read(100)后，文件指针会向后移动100位。

3. seek(offset , whence = 0)

        seek() 函数用于控制文件指针偏移的量。

• offset ：开始的偏移量，也就是代表需要向右移动的字节数
• whence ：给offset参数一个定义，即表示要从哪个位置开始偏移，其仅有三个取值：0，1，2。0表示从文件开头开始算起，1表示从文件当前指针位置开始算起，2表示从文件末尾开始算起。如果不给whence，默认为0。

        利用上述函数，我们可以轻松地解决前面作业中的写入操作，代码如下：

file = open('pi_digit.txt','r')

with open('result', 'w') as f:    # 新生成的文件名：result
    f.write(file.read(2) + '\\n')  #写入 “3.”
    seek = 2 # 文件指针位置
    while seek <= 1000000:
        file.seek(seek)           # 移动至 “3.” 之后
        seek += 100 
        f.write(file.read(100) + '\\n')   # 每隔100位换行


print("写入完毕！")

file.close()

        代码执行完毕后，会在当前目录生成一个 result.txt 文件 。

        上述代码里，我们使用了seek()函数强行控制文件指针的指向，这样便于在文件读取完毕后跳出while循环。前面说过，执行read(100)后，文件指针会向后移动100位，这样看来也许可以不用seek()函数，小伙伴们可以思考一下，如果不使用seek()函数，如何实现写入文件的功能。

        接着，我们来看看如何寻找某人的生日序列（yymmdd），圆周率神奇的地方就在于，任何人的生日都能在圆周率小数点后找到 ，在这，提供两种方法：

1. 使用字符串自带的 index() 方法

        调用方法：str1.index(str2)，表示从字符串str1中寻找子串str2，若找到，则返回位置索引，否则会抛出错误----- ValueError ，调用时需小心使用，来看代码实现，假设某人出生日是02年05月19日，有如下实现：

file = open('pi_digit.txt','r')

# 使用字符串自带的index()方法，此方法未找到会报错ValueError，用try语句：
try:
    index = file.read().index('020519')
    print("'020519'位于小数点后",end = '')
    print(index,end = '')
    print('位，在新文件中的行号为：',end = '')
    row = (index - 2) // 100 + 2  # 根据索引位置计算行号
    print(row)
except ValueError as e:
    print("不存在")

file.close()
    

         运行结果：  

        翻阅之前写入生成的新文件result.txt，找到第7678行，如下：

        确实爬取到了我们要找的生日序列-----020519。

2. 使用正则表达式 

        熟悉正则表达式的小伙伴们也可以用正则表达式来爬取：

import re

file = open('pi_digit.txt','r')

# 也可以使用正则表达式获取
pattern = re.compile(r'(020519)')     # 出生日：02年05月19日

pi = re.search(pattern,file.read())    # 是否匹配

if pi:
    index = pi.span(0)[0]  # span()返回匹配索引位置
    print("'020519'位于小数点后", end='')
    print(index, end='')
    print('位，在新文件中的行号为：', end='')
    row = (index - 2) // 100 + 2  # 根据索引位置计算行号
    print(row)
else:
    print("不存在")

file.close()

        同样的运行结果：

        值得注意的是，如果上述的写入文件操作和爬取生日序列操作同时运行时，可能会出现爬取生日序列失败的情况，原因在于执行完文件写入操作后，文件指针已经到了文本末尾，之后的爬取会从文本末尾开始，当然爬取不到任何东西了，可以在写入文件操作和爬取生日序列操作语句块之间加上语句

        “file.seek(0)” 

        将文件指针指向文本开头，这样爬取便会从文本开头开始：

import re

file = open('pi_digit.txt', 'r')
with open('result', 'w') as f:  # 新生成的文件名：result
    f.write(file.read(2) + '\\n')  # 写入 “3.”
    seek = 2  # 文件指针位置
    while seek <= 1000000:
        file.seek(seek)  # 移动至 “3.” 之后
        seek += 100
        f.write(file.read(100) + '\\n')  # 每隔100位换行

print("写入完毕！")

file.seek(0)  # 将文件指针重新指向文本开头

# 方法一：使用字符串自带的index()函数获取
try:
    index = file.read().index('020519')
    print("'020519'位于小数点后", end='')
    print(index, end='')
    print('位，在新文件中的行号为：', end='')
    row = (index - 2) // 100 + 2  # 根据索引位置计算行号
    print(row)
except ValueError as e:
    print("不存在")

# 方法二：使用正则表达式获取

file.seek(0)  # 将文件指针重新指向文本开头

pattern = re.compile(r'(020519)')  # 出生日：02年05月19日
pi = re.search(pattern, file.read())  # 是否匹配
if pi:
    index2 = pi.span(0)[0]  # span()返回匹配索引位置
    print("'020519'位于小数点后", end='')
    print(index2, end='')
    print('位，在新文件中的行号为：', end='')
    row2 = (index2 - 2) // 100 + 2  # 根据索引位置计算行号
    print(row2)
else:
    print("不存在")

# 记得关闭pi_digit.txt文件
file.close()

        运行结果：

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        此外，如果小伙伴们使用的IDE是 pycharm ，直接输出圆周率100万位，控制台可能会缺失部分数据，原因在于pycharm对控制台输出空间做了最大值限制，打开设置，修改下图红框部分即可： 

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        最后，喜欢的小伙伴们点个赞鼓励支持一下吧～