11.3 用Python处理常见文件

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摘要

在这篇文章中，我们将探索如何使用 Python 处理各种常见的文件格式。从 CSV、JSON 到 Excel 文件，我们将用生动的故事和幽默的语言来讲解如何读取、写入和处理这些文件。通过实际的代码示例和图示，您将掌握处理这些文件格式的技能，并能在实际开发中应对不同的数据需求。

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处理 CSV 文件

CSV（逗号分隔值）文件就像是数据界的瑞士军刀——它们简单、通用，而且几乎无处不在。无论你是数据分析师、软件开发人员，还是 Excel 爱好者，你都会与 CSV 文件打交道。那么，如何用 Python 处理这些文件呢？让我们一起来看看。

CSV 文件的基本操作

假设我们有一个名为 data.csv 的文件，它包含了一些学生的成绩信息。文件内容如下：

姓名,数学,英语,科学
张三,90,80,85
李四,70,60,75
王五,85,95,90

我们可以使用 Python 的 csv 模块来读取和写入 CSV 文件：

import csv# 读取 CSV 文件
with open('data.csv', 'r') as file:reader = csv.reader(file)for row in reader:print(row)# 写入 CSV 文件
data = [['姓名', '数学', '英语', '科学'],['赵六', 88, 76, 92],['孙七', 95, 89, 85]
]with open('new_data.csv', 'w', newline='') as file:writer = csv.writer(file)writer.writerows(data)

这里，我们用 csv.reader 读取文件，用 csv.writer 写入文件。很简单吧？就像用笔记本记录数据一样。

处理 JSON 文件

JSON（JavaScript 对象表示法）是一种轻量级的数据交换格式，适用于结构化数据。你可以把 JSON 想象成是你家里的超级市场：整齐地排列着各种物品（数据），随时可以拿来用。

JSON 文件的基本操作

假设我们有一个名为 data.json 的文件，内容如下：

{"students": [{"name": "张三", "math": 90, "english": 80, "science": 85},{"name": "李四", "math": 70, "english": 60, "science": 75}]
}

我们可以使用 Python 的 json 模块来读取和写入 JSON 文件：

import json# 读取 JSON 文件
with open('data.json', 'r') as file:data = json.load(file)print(data)# 写入 JSON 文件
new_data = {"students": [{"name": "王五", "math": 85, "english": 95, "science": 90},{"name": "赵六", "math": 88, "english": 76, "science": 92}]
}with open('new_data.json', 'w') as file:json.dump(new_data, file, indent=4)

通过 json.load 读取 JSON 文件，通过 json.dump 写入 JSON 文件。JSON 格式的灵活性和可读性使得它在数据交换中非常受欢迎。

处理 Excel 文件

Excel 文件是办公室中最常见的数据存储格式之一。如果 CSV 是数据界的瑞士军刀，那么 Excel 文件就是它的多功能工具箱。使用 Python 处理 Excel 文件，我们可以依靠 pandas 和 openpyxl 等库来轻松搞定。

Excel 文件的基本操作

假设我们有一个名为 data.xlsx 的文件，它包含了学生成绩的信息。我们可以使用 pandas 库来读取和写入 Excel 文件：

import pandas as pd# 读取 Excel 文件
df = pd.read_excel('data.xlsx')
print(df)# 写入 Excel 文件
new_data = {'姓名': ['王五', '赵六'],'数学': [85, 88],'英语': [95, 76],'科学': [90, 92]
}
df = pd.DataFrame(new_data)
df.to_excel('new_data.xlsx', index=False)

在这个例子中，我们用 pandas 的 read_excel 读取文件，用 to_excel 写入文件。pandas 使数据操作变得简单又高效。

处理 XML 文件

XML（可扩展标记语言）是一种用于存储和传输数据的格式。它就像一个复杂的文件夹结构，可以存储嵌套的、层次化的数据。

XML 文件的基本操作

假设我们有一个名为 data.xml 的文件，内容如下：

<students><student><name>张三</name><math>90</math><english>80</english><science>85</science></student><student><name>李四</name><math>70</math><english>60</english><science>75</science></student>
</students>

我们可以使用 Python 的 xml.etree.ElementTree 模块来读取和写入 XML 文件：

import xml.etree.ElementTree as ET# 读取 XML 文件
tree = ET.parse('data.xml')
root = tree.getroot()for student in root.findall('student'):name = student.find('name').textmath = student.find('math').textprint(f'姓名: {name}, 数学: {math}')# 写入 XML 文件
students = ET.Element('students')student1 = ET.SubElement(students, 'student')
ET.SubElement(student1, 'name').text = '王五'
ET.SubElement(student1, 'math').text = '85'student2 = ET.SubElement(students, 'student')
ET.SubElement(student2, 'name').text = '赵六'
ET.SubElement(student2, 'math').text = '88'tree = ET.ElementTree(students)
tree.write('new_data.xml')

使用 xml.etree.ElementTree 可以轻松地解析和创建 XML 文件，让我们能够处理层次化的数据结构。

处理其他文件格式（如 YAML 和 HDF5）

除了上述文件格式，还有一些其他常见的文件格式，如 YAML 和 HDF5。YAML（YAML 不是标记语言）是一种易于读写的数据序列化格式，而 HDF5（Hierarchical Data Format 5）是一种用于存储和管理大规模数据的格式。

YAML 文件的基本操作

使用 pyyaml 库来处理 YAML 文件：

import yaml# 读取 YAML 文件
with open('data.yaml', 'r') as file:data = yaml.safe_load(file)print(data)# 写入 YAML 文件
new_data = {'students': [{'name': '王五', 'math': 85, 'english': 95, 'science': 90},{'name': '赵六', 'math': 88, 'english': 76, 'science': 92}]
}with open('new_data.yaml', 'w') as file:yaml.dump(new_data, file)

HDF5 文件的基本操作

使用 h5py 库来处理 HDF5 文件：

import h5py# 读取 HDF5 文件
with h5py.File('data.h5', 'r') as file:data = file['dataset'][:]print(data)# 写入 HDF5 文件
with h5py.File('new_data.h5', 'w') as file:file.create_dataset('dataset', data=[1, 2, 3, 4, 5])

结语

在处理各种常见文件格式时，Python 提供了强大的工具和库，帮助我们高效地读取、写入和处理数据。无论是 CSV、JSON、Excel、XML 还是其他格式，掌握这些技能将使你的数据处理工作变得轻松又有趣。希望通过本篇文章，你能够掌握这些文件格式的处理技巧，并在实际工作中运用自如。

标签

• 文件格式
• CSV
• JSON
• Excel
• XML