Python 随机访问文件

Posted 2023-03-06

【中文标题】Python 随机访问文件

【英文标题】：Python Random Access File

【发布时间】：2011-02-15 02:18:30

【问题描述】：

是否有一种 Python 文件类型可以在不遍历整个文件的情况下访问随机行？我需要在一个大文件中搜索，不可能将整个内容读入内存。

任何类型或方法都将不胜感激。

【问题讨论】：

您能解释一下为什么要读取随机行，而不是部分读取整个文件。

在文件中进行二进制搜索，因为每一行都以整数开头。我想将整数视为键，将行的其余部分视为值。

【参考方案1】：

这似乎正是mmap 的设计目的。 mmap 对象为文件创建了一个类似字符串的接口：

>>> f = open("bonnie.txt", "wb")
>>> f.write("My Bonnie lies over the ocean.")
>>> f.close()
>>> f.open("bonnie.txt", "r+b")
>>> mm = mmap(f.fileno(), 0)
>>> print mm[3:9]
Bonnie

如果您想知道，mmap 对象也可以分配给：

>>> print mm[24:]
ocean.
>>> mm[24:] = "sea.  "
>>> print mm[:]
My Bonnie lies over the sea.  

【讨论】：

但是 mmap 不也将整个文件加载到内存中吗？ ` mm = mmap(f.fileno(), 0)` 是（据我了解）将整个文件读入内存。你能详细说明一下吗？

@Oleg 我的理解是它没有。相反，它通过虚拟内存机制使硬盘驱动器像 RAM 一样可寻址。我不知道所有细节，但它绝对不会一开始就将整个文件加载到内存中，就像***上的 Mmap 文章 explains。

【参考方案2】：

你可以使用linecache:

import linecache
print linecache.getline(your_file.txt, randomLineNumber) # Note: first line is 1, not 0

【讨论】：

这太酷了！它是一个内置的 Python 模块！谢谢！

【参考方案3】：

由于行可以是任意长度，如果不遍历，您真的无法获得随机行（无论您的意思是“编号实际上是随机的行”还是“由我选择的任意编号的行”）整个文件。

如果 kinda-sorta-random 就足够了，您可以在文件中寻找一个随机位置，然后向前读取，直到遇到行终止符。但是，如果您想找到（例如）第 1234 行，那将毫无用处，并且如果您确实想要随机选择的行，则会对行进行非均匀采样。

【讨论】：

我看到你想做一个二分搜索。在这种情况下：是的，寻找大约在当前下限和上限之间的中间点，读取一个块，然后在该块中查找行。 （这可能很明显，但是：除非它们很长，否则不要尝试在各个行的粒度上随机搜索。阅读更大的部分。这样你就更少依赖操作系统和 Python 缓冲的细节，并且您避免了一些开销。）

【参考方案4】：

文件对象有一个 seek 方法，它可以为该文件中的特定字节获取一个值。 为了遍历大文件，遍历它并检查每一行中的值。迭代文件对象不会将整个文件内容加载到内存中。

【参考方案5】：

是的，您可以轻松获得随机线。只需寻找文件中的随机位置，然后寻找开头，直到您点击 \n 或文件的开头，然后读取一行。

代码：

import sys,random
with open(sys.argv[1],"r") as f:
    f.seek(0,2)                 # seek to end of file
    bytes = f.tell()
    f.seek(int(bytes*random.random()))

    # Now seek forward until beginning of file or we get a \n
    while True:
        f.seek(-2,1)
        ch = f.read(1)
        if ch=='\n': break
        if f.tell()==1: break

    # Now get a line
    print f.readline()

【讨论】：

一些笔记。 (1) 如果您要在其中四处寻找，您可能应该将其作为二进制文件打开。 (2) 如果您从着陆点向前看而不是向后看，您可能会获得更好的性能（因为与底层缓冲的交互更好，并且对 f.seek 的调用更少）。这样做的缺点是您永远不会以这种方式获得第一行，并且可能会到达文件的末尾，但是您可以通过以下方式解决这个问题：如果您到达文件的末尾，请转到开头并阅读从那里有一条线。

是的。前进的性能会稍高一些，但随后您需要环绕逻辑。我的大部分开发都是在 Unix 上进行的，“二进制”和“文本”文件之间的区别没有意义。

【参考方案6】：

File 对象支持查找，但请确保以二进制形式打开它们，即“rb”。

您可能还希望使用 mmap 模块进行随机访问，尤其是在数据已经是内部格式的情况下。

【参考方案7】：

有固定长度的记录吗？如果是这样，是的，您可以使用 seek 实现二进制搜索算法。

否则，将您的文件加载到 SQLlite 数据库中。查询那个。