1.文件

1.1 從文件中讀取數據

文本文件中可存儲的數據量多的難以置信：天氣數據、交通數據、社會經濟數據、文學作品等。每當需要分析或修改存儲在文件中的信息時，讀取文件都很有用，對數據分析應用程序來說尤其如此。

要使用文本文件中的信息。首先需要將信息讀取到內存中。爲此，你可以一次性讀取文件的全部內容，也可以以每次一行的方式逐步讀取。

1.1.1 讀取整個文件

要讀取文件，需要一個包含幾行文本的文件。首先假如我們擁有以下文件：

song_digits.txt

8.3254585665
1565649795
1596324785

將文件保存到你要使用的程序目錄。

下面的程序打開並讀取這個文件，再將其內容顯示到屏幕上：
方法一：

with open('song_digits.txt') as f :
	contents = f.read( )
	print(contents)

方法二：

f = open('song_digits.txt')
contents = f.read( )
print(contents)
f.close

我們擁有兩種讀取文件的方法，第一種方法與第二種方法的區別是，第一種方法不用執行f.close( )這行代碼。

在這兩個程序中，第一行代碼都做了大量的工作。我們先來看看函數open( )。要以任何方式使用文件——哪怕僅僅是打印其內容，都得先打開文件，這樣才能訪問他。函數open( )只接受一個參數：要打開的文件名稱。python在當前執行的py文件所在的目錄中查找指定的文件，或者在open( )函數中寫入絕對路徑，找到讀取文件。函數open( )返回一個表示文件的對象；python將這個對象存儲在我們後面將要使用的變量中。

關鍵字with在不再需要訪問文件時將他自動關閉。在這個程序中，注意我們調用了open（），但沒有調用close( );你也可以調用open( )和 close( )來打開關閉文件，但這樣做時，如果程序存在bug，導致close語句未執行，文件將不會關閉。這看似微不足道，但未妥善關閉文件可能會導致數據丟失或受損。如果在程序中過早的調用close（），你會發現使用文件時他已經關閉，這會導致更多的錯誤。並非任何情況下都能輕鬆的確定關閉確定關閉文件的恰當時機，但是通過with結構，我們可以讓python確定：你只管打開文件在需要時使用它，python會在合適的時候自動將其關閉。

有了表示song_digits.txt的對象後，我們使用方法read( )，讀取文件的全部內容，並將其作爲長長的字符串儲存在變量contents中，這樣通過打印contents這個值就可將這個文本文件的全部內容顯示出來。

我們在輸出文件時，唯一不同的地方是末尾多了一個空行。位和會多出一個空行？因爲read（）在到達文件末尾時會返回一個空字符串，而將這個空字符串顯示出來就是一個空行，要刪除多與的空行我們可以在print語句中使用rstrip( ):

print(contents.rstrip())

這樣輸出內容就與源是文件內容相同了。

1.1.2 文件路徑

我們在執行一個打開一個文件時，如果你只寫入了一個文件名，而剛好你要打開的文件不再你要操作的目錄中，這樣你打開的文件，就不正確。所以我們可以在open( )函數中寫入絕對路徑，例如linux’或者OS X中：

with open('/home/kiosk/text_file/filename.txt') as f:

或者

file_path = '/home/kiosk/text_file/filename.txt'
with open(file_path) as f:

在Window中使用：

with open('C:\Users\ehmatthes\other_files\text_file\filename.txt') as f:

或者

file_path = 'C:\Users\ehmatthes\other_files\text_file\filename.txt'
with open(file_path) as f:

1.1.3 逐行讀取

讀取文件時，常常需要檢查其中的每一行。要以每次以行的方式檢查文件，可對文件對象使用for循環：
file_read.py

filename = 'song_digits.txt'

with open(filename) as f:
	for line in f:
		print(line)

這時候我們發現打印每一行的時，發現空白行更多了，這是因爲在每一行的末尾都有一個看不見的換行符，而print語句也會加哈桑一個換行符，因此每行末尾都有兩個換行符：一個來自文件，另一個來自print語句。要消除這些多與的空白行，可在語句中使用rstrip（）：

filename = 'song_digits.txt'

with open(filename) as f:
	for line in f:
		print(line.rstrip())

這樣輸出的內容就一致了。

1.1.4創建一個包含文件個行內容的列表

使用with關鍵字時，open（）返回的對象只在with代碼塊內可用。如果要在with代碼塊外訪問文件內容，可再with代碼塊內將文件的個行儲存在一個列表中，再在with代碼塊外使用這個列表。

filename = 'song_digits.txt'

with open(filename) as f:
	line = f.readlines()

for i in line:
	print(line.read.rstrip())

readlines( )從文件中讀取每一行，並將其儲存在一個列表中；接下來，該列表被儲存在變量line中；在with代碼塊外，我們依然可以使用這個變量。
然後我們使用for循環來打印line中的個行。由於line中的每個與元素對應文件中的每一行。因此輸出與文件內容完全一致。

1.1.5 使用文件的內容

將文件讀取到內存後，就可以以任何方式使用這些數據了。首先，我們將建立一個字符串，它包含文件中儲存的所有數字，且沒有任何空格：

filename = 'song_digits.txt'

with open(filename) as f:
	line = f.readlines()

song_string = ''
for i in line:
	song_string +=i.rstrip()
print(song_string)        
print(len(song_string))

就像前一個示例一樣，我們首先打開一個文件，將所有行都存儲在一個列表中。我們創建了一個song_string變量用來存儲文件中的數值。接下來我們使用循環將各行都加入到song_string中，並刪除每行的換行符。
但是在song_string中包含每行左邊的空格，爲刪除這些空格我們可以使用strip而不是rstrip。

filename = 'song_digits.txt'

with open(filename) as f:
	line = f.readlines()

song_string = ''
for i in line:
	song_string +=i.strip()
print(song_string)        
print(len(song_string))

這樣我們就得到了字符串，和字符串的長度。

1.2 寫入文件

1.2.1 寫入空文件

要將文本寫入到文件中，你調用open時需要提供另一個參數，告訴python你要寫入的打開文件。爲明白其中的工作原理，我們呢將一條簡單的信息存儲到文件中而不是打印到屏幕上：
write_message.py

filename = 'songwrite.txt'

whith open(filename,w) as f:
f.write("I love python!!!")

在這個示例中，調用open（）時用了兩個參數。第一個參數是要打開的文件的名稱；第二個實參‘w’告訴python。我們要以寫入模式打開這個文件。打開文件時可指定以下幾種模式：

r

r(readonly)默認參數,只能讀，不能寫,讀取文件不存在會報錯。
將文件以r模式打開。我們可以得到
首先我們在/tmp下查看不存在的passwd文件。

w

寫文件，文件存在的時候，會清空文件的內容並寫入新的文件內容，文件不存在的時候，會創建新的文件並寫入內容

我們可以看到以w模式打開的文件，可以寫但是不能讀。

我們也可以應用w進行清空更改內容。

a

寫文件(write only)
寫：不會清空文件內容，會在文件末尾追加
寫：文件不存在的時候，不會報錯，會創建新文件並寫入內容

沒有文件，建立文件，寫入內容。

w+

r/w
文件不存在不報錯會創建新文件並寫入
會清空文件

可讀可寫可建立。

文件清空寫入，可讀可寫會清空。

r+

r/w
不會清空文件
文件不存在報錯

文件不存在報錯不會建立。

我們用普通用戶的身份打開的pycharm，所以沒有權限修改此文件。

寫入成功，要有權限。

r+的寫入是將原文件進行修改，寫指針與讀指針使用同一個指針，所以寫指針運行到第三個指針處，第三個位置，所以我們以讀到最後一個位置的內容g。

a+

r/w
不會清空文件，文件不存在建立文件，不會報錯。

這裏爲什麼會有兩個空行，這是因爲，文件中讀指針在最後一位，有一個換行符，print又自帶換行功能所以會有一個空行，所以會輸出兩個換行符。

追加書寫，依舊含有兩個空行。

1.3 讀取非純文本文件

如果讀取的是圖片音頻視頻(非純文本文件)
需要通過二進制的方式讀取和寫入
-讀取純文本文件
r r+ w w+ a a+ == rt rt+ wt wt+ at at+
-讀取二進制文件
rb rb+ wb wb+ ab ab+

我們可以以變量的形式，將要附值的文件保存，這樣就可以直接進行復制。

1.4 指針的變化

默認情況下讀取文件的內容小的文件：直接用read讀取即可
如果是一個大文件(文件大小>=內存) readline()

我們使用readline可以逐行讀取文件，我們第二行爲空行，所以我們得到是‘ ’，b代表是以二進制的形式打開。

按字節，讀取

將文章的所有的行作爲列表的元素輸出：

seek():指針的移動
第一個參數：偏移量 >0:向後移動 <0:向前移動
第二個參數：
0：移動到文件開頭
1：當前位置
2：移動到文件的末尾

1.5 練習題

生成100個MAC地址並寫入文件中，MAC地址前6位（16進制）爲01-AF-3B
01-AF-3B-xx-xx-xx
-xx
01-AF-3B-xx
-xx
01-AF-3B-xx-xx
-xx
01-AF-3B-xx-xx-xx

生成一個大文件ips.txt,要求1200行，每行隨機爲172.25.254.0/24段的ip;
讀取ips.txt文件統計這個文件中ip出現頻率排前10的ip;

2.裝飾器

2.1 裝飾器的定義

裝飾器：
把一個函數當作參數傳遞給另一個函數，返回一個替代版的函數
本質上就是一個返回函數的函數
“在不改變原函數的基礎上給函數增加功能”
語法糖：

函數再包裝

輸出的是內存中的地址。

2.2函數計時器

我們使用 @functools.wraps(func)是爲了讓函數在輸出時，認清函數到底是什麼。

2.4 打印日誌

創建裝飾器，要求如下：

創建add_log裝飾器，被裝飾的函數打印日誌信息；
日誌格式爲: [字符串時間] 函數名: xxx，運行時間：xxx，運行返回值結果:xxx

2.5 函數的封裝與拆裝

解釋器在一句一句的讀這段代碼，首先發現兩個裝飾器，將其保存在內存中，然後發現了被兩層語法糖包裝的函數，首先裝飾裏層的b，這時b函數中出現了一個輸出b，然後裝飾外層的a，這時a函數中出現了一個輸出a，然後出現了使用函數，我們開始拆裝，拆裝後先拆外層的a，a要使用函數時，發現還有一層b所以我們再拆b，最終才能使用。

2.6用戶登錄

[‘root’,‘admin’,‘redhat’]
id id+vip
多個裝飾器的應用場景：
會採用多個裝飾器先驗證是否登陸成功再驗證權限是否足夠

我們使用inspect.getcallargs是爲了？？？ inspect.getcallargs的用法。

2.7 isinstance函數

編寫裝飾器required_ints, 條件如下:
1). 確保函數接收到的每一個參數都是整數;
2). 如果參數不是整形數，打印 TypeError:參數必須爲整形

2. 升級版(有參數的裝飾器)

編寫裝飾器required_types, 條件如下:
1). 當裝飾器爲@required_types(int,float)確保函數接收到的每一個參數都是int或者float類型;
2). 當裝飾器爲@required_types(list)確保函數接收到的每一個參數都是list類型;
3). 當裝飾器爲@required_types(str,int)確保函數接收到的每一個參數都是str或者int類型;
4). 如果參數不滿足條件，打印 TypeError:參數必須爲xxxx類型