将数据存入文件

在《文件(1)》和《文件(2)》中，已经学习了如何读写文件。

如果在程序中，有数据要保存到磁盘中，放到某个文件中是一种不错的方法。但是，如果像以前那样存，未免有点凌乱，并且没有什么良好的存储格式，导致数据以后被读出来的时候遇到麻烦，特别是不能让另外的使用者很好地理解。不要忘记了，编程是一个合作的活。还有，存储的数据不一定都是类似字符串、整数那种基础类型的。

总而言之，需要将要存储的对象格式化（或者叫做序列化），才好存好取。这就有点类似集装箱的作用。

所以，要用到本讲中提供的方式。

pickle

pickle 是标准库中的一个模块，还有跟它完全一样的叫做 cpickle，两者的区别就是后者更快。所以，下面操作中，不管是用 import pickle，还是用 import cpickle as pickle，在功能上都是一样的。

>>> import pickle
>>> integers = [1, 2, 3, 4, 5]
>>> f = open("22901.dat", "wb")
>>> pickle.dump(integers, f)
>>> f.close()

用 pickle.dump(integers, f) 将数据 integers 保存到了文件 22901.dat 中。如果你要打开这个文件，看里面的内容，可能有点失望，但是，它对计算机是友好的。这个步骤，可以称之为将对象序列化。用到的方法是：

pickle.dump(obj,file[,protocol])

obj：序列化对象，上面的例子中是一个列表，它是基本类型，也可以序列化自己定义的类型。
file：一般情况下是要写入的文件。更广泛地可以理解为为拥有 write() 方法的对象，并且能接受字符串为为参数，所以，它还可以是一个 StringIO 对象，或者其它自定义满足条件的对象。
protocol：可选项。默认为 False（或者说 0），是以 ASCII 格式保存对象；如果设置为 1 或者 True，则以压缩的二进制格式保存对象。

下面换一种数据格式，并且做对比：

>>> import pickle
>>> d = {}
>>> integers = range(9999)
>>> d["i"] = integers        #下面将这个 dict 格式的对象存入文件

>>> f = open("22902.dat", "wb")
>>> pickle.dump(d, f)           #文件中以 ascii 格式保存数据
>>> f.close()

>>> f = open("22903.dat", "wb")
>>> pickle.dump(d, f, True)     #文件中以二进制格式保存数据
>>> f.close()

>>> import os
>>> s1 = os.stat("22902.dat").st_size    #得到两个文件的大小
>>> s2 = os.stat("22903.dat").st_size

>>> print "%d, %d, %.2f%%" % (s1, s2, (s2+0.0)/s1*100)
68903, 29774, 43.21%

比较结果发现，以二进制方式保存的文件比以 ascii 格式保存的文件小很多，前者约是后者的 43%。

所以，在序列化的时候，特别是面对较大对象时，建议将 dump() 的参数 True 设置上，虽然现在存储设备的价格便宜，但是能省还是省点比较好。

存入文件，仅是一个目标，还有另外一个目标，就是要读出来，也称之为反序列化。

>>> integers = pickle.load(open("22901.dat", "rb"))
>>> print integers
[1, 2, 3, 4, 5]

就是前面存入的那个列表。再看看被以二进制存入的那个文件：

>>> f = open("22903.dat", "rb")
>>> d = pickle.load(f)
>>> print d
{'i': [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, ....   #省略后面的数字}
>>> f.close()

还是有自己定义数据类型的需要，这种类型是否可以用上述方式存入文件并读出来呢？看下面的例子：

>>> import cPickle as pickle        #cPickle 更快
>>> import StringIO                 #标准库中的一个模块，跟 file 功能类似，只不过是在内存中操作“文件”

>>> class Book(object):             #自定义一种类型
...     def __init__(self,name):
...         self.name = name
...     def my_book(self):
...         print "my book is: ", self.name
... 

>>> pybook = Book("<from beginner to master>")
>>> pybook.my_book()
my book is:  <from beginner to master>

>>> file = StringIO.StringIO()
>>> pickle.dump(pybook, file, 1)
>>> print file.getvalue()           #查看“文件”内容，注意下面不是乱码
ccopy_reg
_reconstructor
q(c__main__
Book
qc__builtin__
object
qNtRq}qUnameqU<from beginner to master>sb.

>>> pickle.dump(pybook, file)       #换一种方式，再看内容，可以比较一下
>>> print file.getvalue()           #视觉上，两者就有很大差异
ccopy_reg
_reconstructor
q(c__main__
Book
qc__builtin__
object
qNtRq}qUnameqU<from beginner to master>sb.ccopy_reg
_reconstructor
p1
(c__main__
Book
p2
c__builtin__
object
p3
NtRp4
(dp5
S'name'
p6
S'<from beginner to master>'
p7
sb.

如果要从文件中读出来：

>>> file.seek(0)       #找到对应类型  
>>> pybook2 = pickle.load(file)
>>> pybook2.my_book()
my book is:  <from beginner to master>
>>> file.close()

shelve

pickle 模块已经表现出它足够好的一面了。不过，由于数据的复杂性，pickle 只能完成一部分工作，在另外更复杂的情况下，它就稍显麻烦了。于是，又有了 shelve。

shelve 模块也是标准库中的。先看一下基本操作：写入和读取

>>> import shelve
>>> s = shelve.open("22901.db")
>>> s["name"] = "www.itdiffer.com"
>>> s["lang"] = "python"
>>> s["pages"] = 1000
>>> s["contents"] = {"first":"base knowledge","second":"day day up"}
>>> s.close()

以上完成了数据写入的过程。其实，这更接近数据库的样式了。下面是读取。

>>> s = shelve.open("22901.db")
>>> name = s["name"]
>>> print name
www.itdiffer.com
>>> contents = s["contents"]
>>> print contents
{'second': 'day day up', 'first': 'base knowledge'}

当然，也可以用 for 语句来读：

>>> for k in s:
...     print k, s[k]
... 
contents {'second': 'day day up', 'first': 'base knowledge'}
lang python
pages 1000
name www.itdiffer.com

不管是写，还是读，都似乎要简化了。所建立的对象s，就如同字典一样，可称之为类字典对象。所以，可以如同操作字典那样来操作它。

但是，要小心坑：

>>> f = shelve.open("22901.db")
>>> f["author"]
['qiwsir']
>>> f["author"].append("Hetz")    #试图增加一个
>>> f["author"]                   #坑就在这里
['qiwsir']
>>> f.close()

当试图修改一个已有键的值时，没有报错，但是并没有修改成功。要填平这个坑，需要这样做：

>>> f = shelve.open("22901.db", writeback=True)    #多一个参数 True
>>> f["author"].append("Hetz")
>>> f["author"]                   #没有坑了
['qiwsir', 'Hetz']
>>> f.close()

还用 for 循环一下：

>>> f = shelve.open("22901.db")
>>> for k,v in f.items():
...     print k,": ",v
... 
contents :  {'second': 'day day up', 'first': 'base knowledge'}
lang :  python
pages :  1000
author :  ['qiwsir', 'Hetz']
name :  www.itdiffer.com

shelve 更像数据库了。

不过，它还不是真正的数据库。真正的数据库在后面。

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