Python IO流

1.什么是IO？

IO（输入/输出）是计算机程序与外部世界进行数据交换的一种方式。在Python中，IO操作通常涉及文件、网络、标准输入和输出等。Python的IO操作可以分为两种类型：文本IO和二进制IO。

文本IO：用于读写文本文件，数据以文本形式表示，例如字符串。
二进制IO：用于读写二进制文件，数据以字节的形式表示，适用于非文本数据，如图像、音频、视频等。

2.文本IO

在Python中，文本IO操作通常使用open()函数打开文件，并使用read()、write()等方法读写文件内容。以下是一个简单的文本IO示例：

# 打开文件
with open('example.txt', 'r') as file:# 读取文件内容content = file.read()print(content)# 写入文件
with open('example.txt', 'w') as file:file.write('Hello, world!')

3.二进制IO

对于二进制IO，您可以使用类似的方法打开文件，并使用read()、write()等方法读写字节数据。下面是一个简单的二进制IO示例：

# 打开二进制文件
with open('example.bin', 'rb') as file:# 读取二进制数据data = file.read()print(data)# 写入二进制数据
with open('example.bin', 'wb') as file:file.write(b'\x48\x65\x6c\x6c\x6f\x2c\x20\x77\x6f\x72\x6c\x64\x21')

4.文件对象的方法

在Python的IO操作中，文件对象具有许多有用的方法，用于操作文件的指针、读取特定长度的数据、定位到特定位置等。例如，seek()方法用于移动文件指针的位置，tell()方法用于获取当前文件指针的位置。

with open('example.txt', 'r') as file:file.seek(5)  # 将文件指针移动到第 5 个字符处content = file.read(10)  # 读取接下来的 10 个字符print(content)print(file.tell())  # 打印当前文件指针位置

5.文件和异常处理

在进行IO操作时，应该注意异常处理以确保程序的稳定性。例如，文件可能不存在或无法打开，读取过程中可能发生IO错误等。因此，最佳实践是使用try...except块来处理可能发生的异常。

try:with open('example.txt', 'r') as file:content = file.read()print(content)
except FileNotFoundError:print("文件不存在！")
except IOError as e:print("发生IO错误：", e)

6.IO性能优化

在处理大型文件或高性能要求的场景中，IO操作的性能至关重要。一些技巧可以帮助您优化IO性能，例如：

缓冲: 使用缓冲IO可以减少实际的IO次数，从而提高性能。在Python中，您可以通过设置缓冲区大小来控制缓冲行为，例如在open()函数中传递buffering参数。
批量操作: 尽可能使用批量操作而不是逐个操作。例如，一次性读取或写入多行数据，而不是逐行读写。
内存映射: 对于大型文件，使用内存映射IO可以将文件映射到内存中，从而实现更快的访问速度。