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5.4 讀寫(xiě)字節(jié)數(shù)據(jù)

2018-02-24 15:26 更新

問(wèn)題

你想讀寫(xiě)二進(jìn)制文件,比如圖片,聲音文件等等。

解決方案

使用模式為 rbwbopen() 函數(shù)來(lái)讀取或?qū)懭攵M(jìn)制數(shù)據(jù)。比如:

# Read the entire file as a single byte string
with open('somefile.bin', 'rb') as f:
    data = f.read()

# Write binary data to a file
with open('somefile.bin', 'wb') as f:
    f.write(b'Hello World')

在讀取二進(jìn)制數(shù)據(jù)時(shí),需要指明的是所有返回的數(shù)據(jù)都是字節(jié)字符串格式的,而不是文本字符串。類(lèi)似的,在寫(xiě)入的時(shí)候,必須保證參數(shù)是以字節(jié)形式對(duì)外暴露數(shù)據(jù)的對(duì)象(比如字節(jié)字符串,字節(jié)數(shù)組對(duì)象等)。

討論

在讀取二進(jìn)制數(shù)據(jù)的時(shí)候,字節(jié)字符串和文本字符串的語(yǔ)義差異可能會(huì)導(dǎo)致一個(gè)潛在的陷阱。特別需要注意的是,索引和迭代動(dòng)作返回的是字節(jié)的值而不是字節(jié)字符串。比如:

>>> # Text string
>>> t = 'Hello World'
>>> t[0]
'H'
>>> for c in t:
...     print(c)
...
H
e
l
l
o
...
>>> # Byte string
>>> b = b'Hello World'
>>> b[0]
72
>>> for c in b:
...     print(c)
...
72
101
108
108
111
...
>>>

如果你想從二進(jìn)制模式的文件中讀取或?qū)懭胛谋緮?shù)據(jù),必須確保要進(jìn)行解碼和編碼操作。比如:

with open('somefile.bin', 'rb') as f:
    data = f.read(16)
    text = data.decode('utf-8')

with open('somefile.bin', 'wb') as f:
    text = 'Hello World'
    f.write(text.encode('utf-8'))

二進(jìn)制I/O還有一個(gè)鮮為人知的特性就是數(shù)組和C結(jié)構(gòu)體類(lèi)型能直接被寫(xiě)入,而不需要中間轉(zhuǎn)換為自己對(duì)象。比如:

import array
nums = array.array('i', [1, 2, 3, 4])
with open('data.bin','wb') as f:
    f.write(nums)

這個(gè)適用于任何實(shí)現(xiàn)了被稱(chēng)之為”緩沖接口”的對(duì)象,這種對(duì)象會(huì)直接暴露其底層的內(nèi)存緩沖區(qū)給能處理它的操作。二進(jìn)制數(shù)據(jù)的寫(xiě)入就是這類(lèi)操作之一。

很多對(duì)象還允許通過(guò)使用文件對(duì)象的 readinto() 方法直接讀取二進(jìn)制數(shù)據(jù)到其底層的內(nèi)存中去。比如:

>>> import array
>>> a = array.array('i', [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0])
>>> with open('data.bin', 'rb') as f:
...     f.readinto(a)
...
16
>>> a
array('i', [1, 2, 3, 4, 0, 0, 0, 0])
>>>

但是使用這種技術(shù)的時(shí)候需要格外小心,因?yàn)樗ǔ>哂衅脚_(tái)相關(guān)性,并且可能會(huì)依賴(lài)字長(zhǎng)和字節(jié)順序(高位優(yōu)先和低位優(yōu)先)??梢圆榭?.9小節(jié)中另外一個(gè)讀取二進(jìn)制數(shù)據(jù)到可修改緩沖區(qū)的例子。

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