Python学习——字典和文件

        前面python的学习中我们已经学习了python的函数和列表元组相关的内容，接下来我们来学习剩下的python语法：字典和文件

        相关代码已经上传到作者的个人gitee：楼田莉子/Python 学习喜欢请点个赞谢谢

目录

字典

        创建字典

        查找key

        新增/修改元素

        删除元素

        遍历字典

        取出所有的key和value

        合法的key类型

文件

        什么是文件？

        文件路径

     绝对路径和相对路径       

1. 绝对路径 (Absolute Path)

2. 相对路径 (Relative Path)

如何表示：语法总结

        命令行应用

如何选择？

        文件操作

        打开文件

        关闭文件

        写文件

        读文件

                关于中文的处理

上下文管理器

字典

        字典是一种存储 键值对 的结构.

        啥是键值对? 这是计算机/生活中一个非常广泛使用的概念.

        把 键(key) 和 值(value) 进行一个一对一的映射, 然后就可以根据键, 快速找到值.

        python中字典的关系类似于C++中的键值对，类似于map、unordered_map

        python中字典有很多键值对，且键不能重复

        创建字典

        创建一个空的字典. 使用 { } 表示字典

a = { }
b = dict()
print(type(a))
print(type(b))

        结果为：

        也可以在创建的同时指定初始值

        键值对之间使用 , 分割, 键和值之间使用 : 分割. (冒号后面推荐加一个空格).

        使用 print 来打印字典内容

student={1:"张三",2:"李四",3:"王五"}
print(student)

        结果为：

        最后一个键值对, 后面可以写 , 也可以不写.

        查找key

        使用 in 可以判定 key 是否在 字典 中存在. 返回布尔值

#用in判定是否存在
#这里的“\”表示换行，删掉就会报错
student = \
    {
    'id': 1,
    'name': 'zhangsan',
    }
print('id' in student)
print('score' in student)

        结果为：

        使用 [ ] 通过类似于取下标的方式, 获取到元素的值. 只不过此处的 "下标" 是 key. (可能是整数, 也可能是字符串等其他类型).

#这里的“\”表示换行，删掉就会报错
student = \
    {
    'id': 1,
    'name': 'zhangsan',
    }
#用[]获取键值
print(student['id'])
print(student['name'])

        结果为：

        如果 key 在字典中不存在, 则会抛出异常.
 

#这里的“\”表示换行，删掉就会报错
student = \
    {
    'id': 1,
    'name': 'zhangsan',
    }
#如果不存在则抛异常
print(student['score'])

        新增/修改元素

        使用 [ ] 可以根据 key 来新增/修改 value.

        如果 key 不存在, 对取下标操作赋值, 即为新增键值对

student = \
    {
    'id': 1,
    'name': 'zhangsan',
    }
student['score'] = 90
print(student)

        结果为：

        如果 key 已经存在, 对取下标操作赋值, 即为修改键值对的值

student = {
    'id': 1,
    'name': 'zhangsan',
    'score': 80
}
student['score'] = 90
print(student)

        删除元素

        使用 pop 方法根据 key 删除对应的键值对

#删除元素
#使用 pop 方法根据 key 删除对应的键值对
student = {
'id': 1,
'name': 'zhangsan',
'score': 80
}
student.pop('score')
print(student)

        遍历字典

        直接使用 for 循环能够获取到字典中的所有的 key, 进一步的就可以取出每个值了

#遍历字典元素
student = {
'id': 1,
'name': 'zhangsan',
'score': 80
}
for key in student:
    print(key, student[key])

        结果为：

        取出所有的key和value

        使用 keys 方法可以获取到字典中的所有的 key
 

student = {
'id': 1,
'name': 'zhangsan',
'score': 80
}
#取出所有key和value
print(student.keys())

        结果为：       

        此处 dict_keys 是一个特殊的类型, 专门用来表示字典的所有 key. 大部分元组支持的操作对于

dict_keys 同样适用.

        使用 values 方法可以获取到字典中的所有 value

student = {
'id': 1,
'name': 'zhangsan',
'score': 80
}
#取出所有key和value
print(student.values())

        此处 dict_values 也是一个特殊的类型, 和 dict_keys 类似.
 

        使用 items 方法可以获取到字典中所有的键值对.

student = {
'id': 1,
'name': 'zhangsan',
'score': 80
}
print(student.items())

        此处 dict_items 也是一个特殊的类型, 和 dict_keys 类似.
 

        合法的key类型

        类似于C++中的字典本质上是一个 哈希表, 哈希表的 key 要求是 "可哈希的", 也就是可以计算出一个哈希值.

        不是所有的类型都可以作为字典的 key.
        可以使用 hash 函数计算某个对象的哈希值.

        但凡能够计算出哈希值的类型, 都可以作为字典的 key.

#计算是否为合法key
print(hash(0))
print(hash(3.14))
print(hash('hello'))
print(hash(True))
print(hash(())) # ( ) 是一个空的元组

        以下结果表明均为合法的key类型

        列表无法计算哈希值.

print(hash([1, 2, 3]))

        字典也无法计算哈希值

print(hash({ 'id': 1 }))

文件

        什么是文件？

        变量是把数据保存到内存中. 如果程序重启/主机重启, 内存中的数据就会丢失.要想能让数据被持久化存储, 就可以把数据存储到硬盘中. 也就是在 文件 中保存.

        在 Windows "此电脑" 中, 看到的内容都是 文件.

        通过文件的后缀名, 可以看到文件的类型. 常见的文件的类型如下:文本文件 (txt)

        可执行文件 (exe, dll)图片文件 (jpg, gif)

        视频文件 (mp4, mov) office 文件 (.ppt, docx)

        ......

        而接下来我们将介绍最简单的文件格式

        文件路径

        一个机器上, 会存在很多文件, 为了让这些文件更方面的被组织, 往往会使用很多的 "文件夹"(也叫做目录)来整理文件.

        实际一个文件往往是放在一系列的目录结构之中的.

        为了方便确定一个文件所在的位置, 使用 文件路径 来进行描述.

        如以下的路径

D:\program\qq\Bin\QQ.exe 来表示.

    D: 表示 盘符. 不区分大小写.

        每一个 \ 表示一级目录. 当前 QQ.exe 就是放在 "D 盘下的 program 目录下的 qq 目录下的 Bin 目录中" .

        目录之间的分隔符, 可以使用 \ 也可以使用 / . 一般在编写代码的时候使用 / 更方便.

     绝对路径和相对路径       

• 绝对路径：从“根目录”开始，描述文件位置的完整路径。它就像是一个文件在文件系统中的完整邮寄地址。

• 相对路径：从“当前所在目录”开始，描述文件位置的相对路径。它就像是在一个商场里，别人告诉你“我在你楼上的奶茶店”，这个指引依赖于你“当前的位置”。

1. 绝对路径 (Absolute Path)

• 是什么：从根目录（C:\ 或 /）开始，一层不落地写到目标文件。

• 怎么表示：

  • Windows: C:\Users\ming\Desktop\my_essay.docx

  • Mac/Linux: /Users/ming/Desktop/my_essay.docx

• 特点：

  • 唯一性：这个文件的绝对路径在全宇宙只有这一个。

  • 绝对性：无论你当前在哪个目录，只要你使用这个绝对路径，系统就一定能精准定位到它。

  • 开头：Windows通常以盘符（如C:\）开头；Mac/Linux以正斜杠（/）开头。

比喻：就像告诉别人你的完整地址：“中国北京市海淀区XX路XX号XX大厦10楼1001室”。无论这个人现在在世界的哪个角落，凭借这个地址都能找到你。

2. 相对路径 (Relative Path)

• 是什么：从你当前所在的目录出发，如何找到目标文件。

• 怎么表示（基于当前目录是 Desktop）：

  • 目标文件就在当前目录下，直接写文件名：my_essay.docx

  • 想表示“当前目录”本身，可以用一个点：./my_essay.docx（./ 代表“在这里”）

  • 想进入当前目录的子目录（这里Desktop没有子目录，所以用Downloads举例）：如果当前在ming目录，去Downloads就是 Downloads/game.zip

  • 想返回上一级目录，用两个点：../（../ 代表“上一层”）

    • 比如，你现在在Desktop，想找到Downloads里的game.zip，你需要先退回上一层（ming目录），再进入Downloads。路径就是：../Downloads/game.zip

• 特点：

  • 相对性：它的有效性严重依赖你当前的位置。如果你不在Desktop目录，那么my_essay.docx这个相对路径就失效了。

  • 简洁性：通常比绝对路径短得多，写起来更方便。

如何表示：语法总结

        命令行应用

# 当前在 Desktop 目录
# 用绝对路径打开文件（无论在哪都能执行）
$ open /Users/ming/Desktop/my_essay.docx      # Mac
> start C:\Users\ming\Desktop\my_essay.docx   # Windows

# 用相对路径打开文件（必须在Desktop目录或其父目录执行才有效）
$ open ./my_essay.docx    # Mac
$ open my_essay.docx      # 省略 ./
> start my_essay.docx     # Windows

        python中应用

# 使用绝对路径（更可靠）
file = open("/Users/ming/Desktop/my_essay.docx", "r")

# 使用相对路径（假设程序运行时，当前目录就是Desktop）
file = open("my_essay.docx", "r")

# 使用相对路径，从上一级目录的Downloads文件夹读取
file = open("../Downloads/game.zip", "rb")

如何选择？

• 用绝对路径：当你需要确保万无一失的精准定位时，比如在脚本、程序配置或日志中记录文件位置。

• 用相对路径：当你在项目内部移动或引用文件时，这样可以使整个项目更容易被移动或共享（因为路径不依赖于项目在电脑上的具体位置）。

        文件操作

        打开文件

        使用内建函数 open 打开一个文件.

f=open('D:\Python\python---learning\hello world.txt','r')

        第一个参数是一个字符串, 表示要打开的文件路径

        第二个参数是一个字符串, 表示打开方式. 其中 r 表示按照读方式打开. w 表示按照写方式打开. a表示追加写方式打开.

        如果打开文件成功, 返回一个文件对象. 后续的读写文件操作都是围绕这个文件对象展开.

        如果打开文件失败(比如路径指定的文件不存在), 就会抛出异常

        关闭文件

        使用 close 方法关闭已经打开的文件

f.close()

        使用完一定要关闭文件！

        如果一直循环的打开文件, 而不去关闭的话, 就会出现下述报错.

        当一个程序打开的文件个数超过上限, 就会抛出异常.

        注意: 上述代码中, 使用一个列表来保存了所有的文件对象. 如果不进行保存, 那么 Python 内置的垃圾回收机制, 会在文件对象销毁的时候自动关闭文件.

        但是由于垃圾回收操作不一定及时, 所以我们写代码仍然要考虑手动关闭, 尽量避免依赖自动关闭

        写文件

        文件打开之后, 就可以写文件了.

        写文件, 要使用写方式打开, open 第二个参数设为 'w'

        使用 write 方法写入文件.

f = open(r'D:/Python/python---learning/hello world.txt', 'w')
f.write('诗华')
f.close()

        如果是使用 'r' 方式打开文件, 则写入时会抛出异常.
        使用’w‘方式打开文件成功会清除原有数据

        使用’a‘实现“追加写”，原有内容不变，直接在后面家内容

f = open(r'D:/Python/python---learning/hello world.txt', 'a')
f.write('诗华')
f.close()
f = open(r'D:/Python/python---learning/hello world.txt', 'w')
f.write('诗华')
f.close()

        针对已经关闭的文件对象进行写操作, 也会抛出异常.
 

        读文件

        读文件需要使用’r‘的方式打开文件

        使用read方法完成“读”操作，参数为几个字符

f = open('d:/test.txt', 'r')
result = f.read(2)
print(result)
f.close()

        如果文件是多行文本, 可以使用 for 循环一次读取一行.
 

f = open('d:/test.txt', 'r')
for line in f:
    print(f'line = {line}')
f.close()

        注意：print()函数默认带换行符

        使用 print(f'line = {line}', end='') 手动把 print 自带的换行符去掉.

        使用 readlines 直接把文件整个内容读取出来, 返回一个列表. 每个元素即为一行.

f = open('d:/test.txt', 'r')
lines = f.readlines()
print(lines)
f.close()

        此处的 \n 即为换行符.

        
        关于中文的处理

        当文件内容存在中文的时候, 读取文件内容不一定就顺利.同样上述代码, 有的同学执行时可能会出现异常，有的则会出现乱码、

        计算机表示中文的时候, 会采取一定的编码方式, 我们称为 "字符集"

        所谓 "编码方式" , 本质上就是使用数字表示汉字.

        我们知道, 计算机只能表示二进制数据. 要想表示英文字母, 或者汉字, 或者其他文字符号, 就都要通过编码.

        最简单的字符编码就是 ascii. 使用一个简单的整数就可以表示英文字母和阿拉伯数字.

        但是要想表示汉字, 就需要一个更大的码表.

        一般常用的汉字编码方式, 主要是 GBK 和 UTF-8

        必须要保证文件本身的编码方式, 和 Python 代码中读取文件使用的编码方式匹配, 才能避免出现上述问题.

        Python3 中默认打开文件的字符集跟随系统, 而 Windows 简体中文版的字符集采用了 GBK, 所以如果文件本身是 GBK 的编码, 直接就能正确处理.

        如果文件本身是其他编码(比如 UTF-8), 那么直接打开就可能出现上述问题

        用记事本打开文本文件, 在 "菜单栏" -> "文件" -> "另存为" 窗口中, 可以看到当前文件的编码方式

        如果此时为ASNI，表示GBK编码

         如果此时为UTF-8，表示UTF-8编码

        此时可以给open方法加上encoding，显示指定与文本相同的字符集，即可解决

        更具体的可以参考这个文档：(47 封私信 / 58 条消息) 程序员必备：彻底弄懂常见的7种中文字符编码 - 知乎https://zhuanlan.zhihu.com/p/46216008

上下文管理器

        打开文件之后, 是容易忘记关闭的. Python 提供了 上下文管理器 , 来帮助程序猿自动关闭文件.使用 with 语句打开文件.

        当 with 内部的代码块执行完毕后, 就会自动调用关闭方法.

with open('d:/test.txt', 'r', encoding='utf8') as f:
    lines = f.readlines()
    print(lines)

        本期内容到这里就结束了，到此python的基础语法就结束了。

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封面图自取：