数学建模与人工智能

Python笔记1.1（datetime、argparse、sys、overwrite、eval、json、os、zfill、endswith、traceback、深浅拷贝）

Python笔记2（函数参数、面向对象、装饰器、高级函数、捕获异常、dir） @TOC

14、with open() as file和open()参数详解

with open() as file: 是 Python 中用于打开文件的语法结构。

with 和 as 是 Python 的关键字，用于创建一个上下文环境，确保在离开该环境时资源能够被正确关闭或释放。
open() 是一个内置函数，用于打开文件并返回一个文件对象。

python

open(file, mode='r', buffering=-1, encoding=None, errors=None, newline=None, closefd=True, opener=None)

open() 函数的各个参数的详细解释：

file：要打开的文件名（或文件路径）。可以是相对路径或绝对路径。
mode（可选）：打开文件的模式。它是一个字符串参数，默认值为 'r'（只读模式）。常用的打开模式包括：
- 'r'：只读模式。文件从开头位置开始读取，默认模式。
- 'w'：写入模式。如果文件存在，则清空文件内容；如果文件不存在，则创建新文件进行写入。
- 'x'：独占创建模式。只写模式，用于创建新文件。如果文件已存在，则抛出 FileExistsError 异常。
- 'a'：追加模式。文件从末尾位置开始写入，如果文件不存在，则创建新文件。
- 'b'：二进制模式。以二进制形式读取或写入文件，用于处理非文本文件。
- 't'：文本模式（默认）。以文本形式读取或写入文件，用于处理文本文件。
buffering（可选）：指定文件的缓冲策略。可以为整数值来指定缓冲区大小，或者使用 -1（默认值）来选择默认的缓冲机制。
encoding（可选）：指定文件的编码格式。例如，'utf-8'、'latin-1' 等。如果不指定该参数，在文本模式下将使用系统默认编码。
errors（可选）：指定编解码错误的处理方式。默认值为 None，表示使用默认的错误处理机制。
newline（可选）：指定用于文本模式下换行符的转换方式。可以是 None（默认值，保持系统默认），''（不进行转换），'\n'（将换行符转换为 \n），'\r'（将换行符转换为 \r）等。
closefd（可选）：定义当文件对象关闭时是否关闭与文件描述符相关的底层文件。默认值为 True，表示关闭文件。
opener（可选）：用于自定义打开文件的底层实现的函数。

读写

python

# 1. 打开⽂件   f:file文件的缩写
f = open('test.txt', 'w')
# 2.⽂件写⼊
f.write('hello world')
# 3. 关闭⽂件
f.close()

writelines()：写入的必须是列表类型。
write()：将一个字符串写入文件。
readlines()：可以按照行的方式把整个文件中的内容进行一次性读取，并且返回的是一个列表，其中每一行的数据为一个元素。
readline()：一次读取一行内容。
read()：读取文件中的所有内容，并返回一个字符串。

15、logging

Logger：日志记录器，负责生成日志消息。
Handler：处理器，负责将日志消息发送到不同的目的地（如控制台、文件等）。
Formatter：格式化器，负责设置日志消息的格式。
Filter：过滤器，负责过滤日志消息。

日志的等级

日志级别	使用场景
DEBUG	用于调试阶段，输出详细的调试信息，通常不会在生产环境中使用
INFO	用于输出程序运行的一般信息，例如程序启动、停止等
WARNING	用于输出警告信息，例如程序运行时出现了一些不严重的问题，但需要引起注意
ERROR	用于输出错误信息，例如程序运行时出现了一些严重的问题，需要及时处理
CRITICAL	用于输出严重的错误信息，例如程序崩溃、系统崩溃等，需要立即处理

logging.basicConfig(*kwargs)

参数名称	描述
filename	指定日志输出目标文件的文件名，指定该参数后日志信息就不会输出到控制台上
filemode	指定日志文件的打开模式，默认为’a’.需要注意的是，该选项要在filename被指定时才有效
format	指定日志格式字符串，即指定日志输出时所包含的字段信息以及它们的顺序
datefmt	指定日志记录中日期和时间的格式，该选项要在format中包含时间字段%(asctime)s时才有效
level	指定日志器的日志级别，小于该级别将不会输出
stream	指定日志输出目标stream，如sys.stdout、sys.stderr以及网络stream。需要说明的是，stream和filename不能同时提供，否则会引发 ValueError异常
style	指定format格式字符串的风格，可取值为’%‘、’{‘和’$‘，默认为’%’

format

字段/属性名称	使用格式	描述
asctime	%(asctime)s	日志事件发生的事时间
levelname	%(levelname)s	该日志记录的文字形式的日志级别（‘DEBUG’, ‘INFO’, ‘WARNING’, ‘ERROR’, ‘CRITICAL’）
message	%(message)s	日志记录的文本内容，通过 msg % args计算得到的
pathname	%(pathname)s	调用日志记录函数的源码文件的全路径
filename	%(filename)s	pathname的文件名部分，包含文件后缀
module	%(module)s	filename的名称部分，不包含后缀
lineno	%(lineno)d	调用日志记录函数的源代码所在的行号
funcName	%(funcName)s	调用日志记录函数的函数名

TimedRotatingFileHandler

python

timed_rotating_handler = TimedRotatingFileHandler(
    log_file_path, 
    when='midnight',  # 每天午夜进行日志轮转
    interval=1,       # 每1天轮转一次（与 when='midnight' 配合表示每日轮转）
    backupCount=7,    # 最多保留 7 个备份文件（即保留最近7天的日志）
    encoding='utf-8', # 使用 UTF-8 编码写入日志文件（确保中文等字符正确显示）
    delay=0           # 不延迟文件创建（0=False，立即创建文件）
)

参数详解

log_file_path
- 日志文件的主路径（如：app.log）
- 轮转后的文件会自动添加日期后缀（如：app.log.2023-10-27）
when='midnight'
- 轮转时间点：每天午夜 00:00
- 其他常用值：
  - 'S' - 秒
  - 'M' - 分钟
  - 'H' - 小时
  - 'D' - 天
  - 'W0' - W6：每周（0=周一，6=周日）
interval=1
- 轮转间隔：与 when 配合使用，表示每1个时间单位轮转一次
- 例如 when='H', interval=6 表示每6小时轮转一次
backupCount=7
- 保留的备份文件数量：保留最近7个日志文件（不含当前活动文件）
- 当生成新日志文件时，最旧的日志文件会被自动删除
encoding='utf-8'
- 文件编码：强烈建议设置为 UTF-8，特别是在需要记录中文或其他非ASCII字符时
delay=0
- 延迟文件创建：0表示立即创建日志文件
- 如果设置为 True（或非零值），则直到第一次写入日志时才创建文件

避免日志多写，重写

logging.shutdown()

logging.shutdown 是 Python logging 模块中的一个函数，用于确保所有日志记录器和处理器在程序结束前正确关闭。这在多线程或多进程环境中尤为重要，因为日志记录器和处理器可能在不同的线程或进程中使用。

功能说明

确保所有日志消息被处理：logging.shutdown 会等待所有日志消息被处理完毕，确保没有未完成的日志记录任务。
关闭所有处理器：它会关闭所有已注册的处理器，特别是文件处理器，确保文件被正确关闭。
清理资源：释放与日志记录相关的资源，防止资源泄漏。

使用场景

多线程或多进程环境：在多线程或多进程环境中，确保所有线程或进程的日志记录任务完成后再关闭程序。
程序正常退出：在程序正常退出前调用 logging.shutdown，确保所有日志消息被正确记录。
异常处理：在捕获到异常后，确保日志记录器正确关闭，避免资源泄漏。

logging.getLogger()

logging.getLogger() 是 Python logging 模块中的一个方法，用于获取或创建一个日志记录器。如果不提供名称参数，默认会返回根日志记录器（root logger）。根日志记录器是所有日志记录器的顶级记录器，如果没有其他记录器处理日志消息，根日志记录器会处理这些消息。

功能说明

获取或创建日志记录器：如果指定名称的日志记录器已经存在，则返回该记录器；如果不存在，则创建一个新的记录器并返回。
根日志记录器：如果不提供名称参数，logging.getLogger() 会返回根日志记录器。

python

import logging

# 1、创建一个logger
logger = logging.getLogger('mylogger')
logger.setLevel(logging.DEBUG)

# 2、创建一个handler，用于写入日志文件
fh = logging.FileHandler('test.log')
fh.setLevel(logging.DEBUG)

# 再创建一个handler，用于输出到控制台
ch = logging.StreamHandler()
ch.setLevel(logging.DEBUG)

# 3、定义handler的输出格式（formatter）
formatter = logging.Formatter('%(asctime)s - %(name)s - %(levelname)s - %(message)s')

# 4、给handler添加formatter
fh.setFormatter(formatter)
ch.setFormatter(formatter)

# 5、给logger添加handler
logger.addHandler(fh)
logger.addHandler(ch)

16、os、shutil、glob

os

在这里插入图片描述 返回上一层路径 os.path.abspath(os.path.join(path, os.paridr))

shutil

在这里插入图片描述

glob

在这里插入图片描述

查找指定的文件

想查找的文件名已知道，但目录在哪里不知道

python

# coding:utf-8

import glob

path = glob.os.path.join(glob.os.getcwd(), '*')

# 获取当前路径下所有内容
# 判断每个内容的类型（文件夹还是文件）
# 递归


final_result = []

def search(path, target):
    result = glob.glob(path)

    for data in result:
        if glob.os.path.isdir(data):
            _path = glob.os.path.join(data, '*')
            search(_path, target)
        else:
            if target in data:
                final_result.append(data)
    return final_result


# /home/test1.py   if test1 in /test1/abc.py

if __name__ == '__main__':
    result = search(path, target='test1')
    print(result)

查找含有指定文件的内容

文件中包含某些关键字，但不知道文件名和所在路径

python

# coding:utf-8

import glob

path = glob.os.path.join(glob.os.getcwd(), '*')

# 获取当前路径下所有内容
# 判断每个内容的类型（文件夹还是文件）
# 递归

final_result = []

def search(path, target):
    result =  glob.glob(path)

    for data in result:
        if glob.os.path.isdir(data):
            _path = glob.os.path.join(data, '*')
            print('path is %s' % _path)
            search(_path, target)
        else:
            f = open(data, 'r')
            try:
                content = f.read()
                if target in content:
                    final_result.append(data)
            except:
                print('data read failed: %s' % data)
                continue
            finally:
                f.close()

    return final_result


if __name__ == '__main__':
    result = search(path, target='dewei')
    print(result)

批量修改目录中的文件名称

知道文件名需要修改的字符串

python

# coding:utf-8

import glob
import shutil

def update_name(path):
    result = glob.glob(path)

    for index, data in enumerate(result):
        if glob.os.path.isdir(data):
            _path = glob.os.path.join(data, '*')
            update_name(_path)
        else:
            path_list = glob.os.path.split(data)
            # [/home/xxxx, name.txt]
            name = path_list[-1]
            new_name = '%s_%s' % (index, name) # '0_name.txt'
            new_data = glob.os.path.join(path_list[0], new_name)
            shutil.move(data, new_data)

if __name__ == '__main__':
    path = glob.os.path.join(glob.os.getcwd(), '*')
    update_name(path)

批量查找并复制备份py脚本

python

import os
import shutil
import datetime

ymd = datetime.datetime.now().strftime("%Y%m%d")
# 工作目录路径
work_dir = os.getcwd()

# 递归遍历所有子目录，查找Python程序文件
for foldername, subfolders, filenames in os.walk(work_dir):
    for filename in filenames:
        if filename.endswith('.py'):
            path_py = os.path.join(foldername, filename)
            print(os.path.join(foldername, filename))
            new_path = os.path.join(r"D:\beifen\py_{}\{}".format(ymd, path_py.split('Project\\')[1]))
            if not os.path.exists(new_path):
                os.makedirs(new_path)
            if not os.path.exists(r"D:\beifen\py_{}\{}".format(ymd, path_py.split('Project')[1])):
                shutil.copy(os.path.join(foldername, filename), new_path)
            # exit()

17、decode和encode

在 Python 中，字符串是以 Unicode 编码进行存储和操作的。Unicode 是一种字符集，为每个字符分配了唯一的数字编码，可以用于表示所有的字符集（包括 ASCII，拉丁文和其他字符集）。

在 Python 中，有两种主要的方法来将字符串转换为字节序列（编码）或将字节序列转换为字符串（解码）：.encode() 和 .decode()。

.encode() 方法将字符串转换为字节序列，方法调用需要指定要使用的编码方式。例如，.encode('utf-8') 将字符串编码为以 UTF-8 编码的字节序列。返回一个 bytes 对象。

示例：

python

string = '这是一段中文字符'
encoded_string = string.encode('utf-8')
print(encoded_string)

输出：b'\xe8\xbf\x99\xe6\x98\xaf\xe4\xb8\x80\xe6\xae\xb5\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87\xe5\xad\x97\xe7\xac\xa6'

.decode() 方法将字节序列转换为字符串，调用需要指定要使用的编码方式。例如，.decode('utf-8') 将以 UTF-8 编码的字节序列转换为字符串。返回一个字符串。

示例：

python

bytes_string = b'\xe8\xbf\x99\xe6\x98\xaf\xe4\xb8\x80\xe6\xae\xb5\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87\xe5\xad\x97\xe7\xac\xa6'
decoded_string = bytes_string.decode('utf-8')
print(decoded_string)

输出：这是一段中文字符

需要注意的是，调用 .encode() 或 .decode() 时需要指定相应的编码方式。不同的编码方式可能在字符编码转换上存在差异，使用不当可能导致数据损坏或解码错误。

另外，Python 中的 .encode() 和 .decode() 方法只适用于 Python 字符串和字节序列之间的转换。如果要进行文件读写等操作，需要使用相应的文件读写方法。例如使用 open() 函数时，需要指定相应的模式。例如 open('file.txt', 'w', encoding='utf-8') 表示使用 UTF-8 编码打开文件以进行写操作。

18、pickle

1. 保存数据

使用 pickle.dump 方法将对象保存到文件中。

python

import pickle

with open('filename.pkl', 'wb') as file:
    pickle.dump(obj, file)

2. 加载数据

使用 pickle.load 方法从文件中加载对象。

python

import pickle

with open('filename.pkl', 'rb') as file:
    obj = pickle.load(file)

19、tqdm

tqdm 是一个在 Python 中常用的库，用于在循环中添加进度条，使长时间运行的任务更加直观。

进度条显示：可以在循环中显示进度条，支持多种自定义样式。
兼容性：适用于 for 循环、while 循环以及 iterable 对象。
多线程/多进程支持：可以在多线程或多进程中使用。
可配置：可以配置进度条的颜色、格式、更新频率等。

自定义进度条格式

python

from tqdm import tqdm
import time

for i in tqdm(range(100), desc="Processing", ncols=100, unit="item"):
    time.sleep(0.01)

多进程支持

python

from tqdm import tqdm
import multiprocessing as mp

def worker(x):
    time.sleep(0.01)
    return x * x

with mp.Pool(processes=4) as pool:
    results = list(tqdm(pool.imap(worker, range(100)), total=100))

14、with open() as file和open()参数详解 ​

15、logging ​

日志的等级 ​

logging.basicConfig(*kwargs) ​

format ​

TimedRotatingFileHandler ​

参数详解 ​

避免日志多写，重写 ​

logging.shutdown() ​

logging.getLogger() ​

16、os、shutil、glob ​

os ​

shutil ​

glob ​

查找指定的文件 ​

查找含有指定文件的内容 ​

批量修改目录中的文件名称 ​

批量查找并复制备份py脚本 ​

17、decode和encode ​

18、pickle ​

1. 保存数据 ​

2. 加载数据 ​

19、tqdm ​

自定义进度条格式 ​

多进程支持 ​

14、with open() as file和open()参数详解

15、logging

日志的等级

logging.basicConfig(*kwargs)

format

TimedRotatingFileHandler

参数详解

避免日志多写，重写

logging.shutdown()

logging.getLogger()

16、os、shutil、glob

os

shutil

glob

查找指定的文件

查找含有指定文件的内容

批量修改目录中的文件名称

批量查找并复制备份py脚本

17、decode和encode

18、pickle

1. 保存数据

2. 加载数据

19、tqdm

自定义进度条格式

多进程支持