当前位置：首页 > news >正文

25、Python 文件操作与JSON处理：从基础到实战

news 来源：原创 2025/6/4 9:46:53

Python 文件操作与JSON处理：从基础到实战

文章概览

本文全面解析Python文件操作与JSON数据处理的核心技术，涵盖with语句上下文管理、open函数模式对比、文本/二进制文件操作、配置文件解析实战、json模块高级用法及中文处理技巧。通过丰富的代码示例和实际案例，帮助开发者掌握文件与JSON的高效处理方法，并提供三个针对性练习题巩固知识。

一、Python文件操作精要

1.1 文件操作基础

# 传统文件操作方式
file = None
try:
    file = open('example.txt', 'r', encoding='utf-8')
    content = file.read()
    print(content)
finally:
    if file:
        file.close()

# 现代推荐方式（使用with语句）
with open('example.txt', 'r', encoding='utf-8') as f:
    lines = f.readlines()
    for line in lines:
        print(line.strip())

关键要点：

with语句自动处理资源释放，避免文件泄漏
显式指定编码格式（推荐utf-8）
使用read()读取全部内容，readline()逐行读取，readlines()获取列表

1.2 文件模式深度对比

模式	描述	文件存在	文件不存在
r	只读	正常打开	抛出异常
w	写入	清空内容	创建新文件
a	追加	末尾写入	创建新文件
rb	二进制读	同r模式	同r模式异常
w+	读写模式	清空内容	创建新文件

注意事项：

二进制模式用于非文本文件（如图片、视频）
w模式具有破坏性，重要文件操作前建议备份
网络传输建议使用二进制模式

1.3 配置文件解析实战

# config.ini
[database]
host = localhost
port = 3306
username = admin

# 解析代码
config = {}
with open('config.ini', 'r') as f:
    current_section = None
    for line in f:
        line = line.strip()
        if line.startswith('[') and line.endswith(']'):
            current_section = line[1:-1]
            config[current_section] = {}
        elif '=' in line and current_section:
            key, value = line.split('=', 1)
            config[current_section][key.strip()] = value.strip()

print(config['database']['port'])  # 输出: 3306

扩展技巧：

使用configparser标准库处理标准INI格式
复杂配置建议使用YAML或TOML格式
敏感信息应通过环境变量传递

二、JSON处理进阶

2.1 核心方法解析

import json

data = {
    "name": "张三",
    "age": 30,
    "courses": ["Python", "Data Science"]
}

# 序列化操作
json_str = json.dumps(data, ensure_ascii=False, indent=2)
print(json_str)  # 正确显示中文

# 反序列化操作
restored_data = json.loads(json_str)
print(restored_data['name'])  # 输出: 张三

# 文件操作
with open('data.json', 'w', encoding='utf-8') as f:
    json.dump(data, f, ensure_ascii=False)

with open('data.json', 'r', encoding='utf-8') as f:
    loaded_data = json.load(f)

2.2 中文处理与高级参数

关键参数说明：

ensure_ascii=False：禁用ASCII转码，保留中文
indent=4：美化输出，增强可读性
sort_keys=True：按键名排序输出
default=str：处理不可序列化对象

中文编码陷阱示例：

# 错误示范（默认ensure_ascii=True）
print(json.dumps({"测试": "数据"}))  
# 输出: {"\u6d4b\u8bd5": "\u6570\u636e"}

# 正确解决方案
print(json.dumps({"测试": "数据"}, ensure_ascii=False))
# 输出: {"测试": "数据"}

三、实战练习题

3.1 日志分析器

# 统计error出现次数
def analyze_errors(log_file):
    error_count = 0
    with open(log_file, 'r', encoding='utf-8') as f:
        for line in f:
            if '[ERROR]' in line.upper():
                error_count += 1
    return error_count

3.2 数据持久化存储

def save_records(records, filename):
    with open(filename, 'w', encoding='utf-8') as f:
        json.dump({
            "timestamp": datetime.now().isoformat(),
            "data": records
        }, f, ensure_ascii=False, indent=2)

3.3 异常处理优化

def safe_file_operation(filename):
    try:
        with open(filename, 'r', encoding='utf-8') as f:
            return json.load(f)
    except FileNotFoundError:
        print(f"文件 {filename} 不存在")
    except json.JSONDecodeError:
        print("JSON格式错误")
    except Exception as e:
        print(f"未知错误: {str(e)}")