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python编程实践:格式化数据文本文件读写的技巧

昨天,公司一个帅哥,端着笔记本来找我。请教格式化数据文本文件的读写方法。今天我花了点时间整理出来,给各位粉丝共享。也许粉丝还有更好的方法,可以在评论区里讨论。

大家平时都见到的文本文件,都是excel、csv、json、xml等文件,这些都有相应的函数和方法来读写。但是有一种特殊的数据文件后缀是.dat文件,是保存数据的文件,究其本质,仍然是文本格式的文件,是格式化的文本文件。下面我们分读写阐述这两个方面的问题。

格式化文本文件的读取(数据文件的读取)

数据文件的读取步骤:首先将文件内容读入内存,在明白数据文件的格式基础上,再格式化读取。

这个帅哥的数据文件打开是这样的格式,如下图。看这数据,明显是气象上探空资料数据。气象上的数据处理多用Fortran程序编写,格式化输出写文件是常见的办法,前面几个要素都是挨着一起了,这样写的目的,是为了节省磁盘空间。

观测其数据,每行的数据格式如下:区站号(5)、经度(6)、纬度(6)、拔海高度(6)、站点级别(2)、高度(7)、温度(7)、温度露点差(7)、风向(7)、风速(7),括号内是要素占的位置数。

我给出了建议,先将所有行都读入,然后对每行数据进行切分,就可以得到所有的数据了。他明白了思路,很快地给出了他的代码:

file = open('./2086040108.dat', 'r') # 以只读模式打开文件
lines = file.readlines() # 获取所有行并保存到lines列表中
file.close()
station=[]
lon=[]
lat=[]
elevation=[]
category=[]
high=[]
temp=[]
diff=[]
dd=[]
ff=[]
for i in range(len(lines)):
    tt = lines[i]
    station.append(tt[0:5].strip())
    lon.append(tt[5:11].strip())
    lat.append(tt[11:17].strip())
    elevation.append(tt[17:23].strip())
    category.append(tt[23:25].strip())
    high.append(tt[25:32].strip())
    temp.append(tt[32:39].strip())
    diff.append(tt[39:46].strip())
    dd.append(tt[46:53].strip())
    ff.append(tt[53:60].strip())
file.close()

这样,先将所有行都读入,并保存到lines列表中 然后对每行数据进行切分,按照数据格式,对区站号、经度、纬度、拔海高度、站点级别、高度、温度温度露点差、风向、风速的数据进行切分,对应的到station、lon、lat、elevation、category、high、temp、diff、dd、ff等10个数据变量,使用strip()去掉字符串前后多余的空格。

帅哥觉得自己写的代码过于繁琐,请教我是否还有更好的办法。

为了读此类格式文件的通用性,我专门写了一个子程序,来完成。代码如下:

#line:一行的数据,format:格式化,每数据的宽度,中间用逗号隔开,data:所分解的数据。
def read_line_data( line, format, data):
    format_num = format.split(',')
    start = 0
    for i in range(len(format_num)):
        end = start + int(format_num[i])
        value = line[start:end].strip()
        data.append(value)
        start = end

read_line_data函数,参数line:一行的数据,format:格式化,每数据的宽度,中间用逗号隔开,data:所分解的数据。

file = open('./2086040108.dat', 'r') # 以只读模式打开文件
lines = file.readlines() # 获取所有行并保存到lines列表中
file.close()
gk_data = []
for i in range(len(lines)):
    tt = lines[i]
    data = []
    read_line_data(tt, '5,6,6,6,2,7,7,7,7,7', data)
    gk_data.append(data)
file.close()
print(gk_data)

这样gk_data 就含有所有的数据了。

格式化文本文件的写入

明白了读格式化数据文件的方法,那么写格式化数据文件那如何办到?我给出建议,首先将每行要写的内容格式化字符串后,再每行写入,不就完成了?是呀!帅哥不愧有几下子,给出了他的代码:

gk_data =[['50527', '119.75', '49.22', '610.2', '1', '537', '-29', '8.0', '320', '21'],
    ['50557', '125.23', '49.17', '242.2', '1', '530', '-34', '14.0', '330', '18'],
    ['50745', '123.92', '47.38', '145.9', '1', '534', '-29', '12.0', '330', '22'],
    ['50774', '128.90', '47.72', '252.0', '1', '530', '-38', '1.5', '265', '8'],
    ['50834', '121.22', '46.60', '499.7', '1', '536', '-30', '8.0', '330', '27']]
# 区站号(5)、经度(6)、纬度(6)、拔海高度(6)、站点级别(2)、高度(7)、温度(7)、
# 温度露点差(7)、风向(7)、风速(7)
file = open('./gkdata.dat', 'w') # 以只读模式打开文件
for i in range(len(gk_data)):
    line = '{0:>5}{1:>6}{2:>6}{3:>6}{4:>2}{5:>7}{6:>7}{7:>7}{8:>7}{9:>7}'.format(
         gk_data[i][0],gk_data[i][1],gk_data[i][2],gk_data[i][3],gk_data[i][4],
         gk_data[i][5],gk_data[i][6],gk_data[i][7],gk_data[i][8],gk_data[i][9])
    file.write(line+'\n')
file.close()

小伙子,不愧是高材生,很不错,一点就透。

如果gk_data,既然是气象的高空数据,那必然都是数值,要么整数,要么浮点。把gk_data的数据里的引号去掉,你在试试看,我给他又出了题目。帅哥说这简单:

gk_data =[[50527, 119.75, 49.22, 610.2, 1, 537, -29, 8.0, 320, 21],
        [50557, 125.23, 49.17, 242.2, 1, 530, -34, 14.0, 330, 18],
        [50745, 123.92, 47.38, 145.9, 1, 534, -29, 12.0, 330, 22],
        [50774, 128.90, 47.72, 252.0, 1, 530, -38, 1.5, 265, 8],
        [50834, 121.22, 46.60, 499.7, 1, 536, -30, 8.0, 330, 27]]
# 区站号(5)、经度(6)、纬度(6)、拔海高度(6)、站点级别(2)、高度(7)、温度(7)、
# 温度露点差(7)、风向(7)、风速(7)
file = open('./gkdata.dat', 'w') # 以只读模式打开文件
for i in range(len(gk_data)):
    line = '{0:>5d}{1:>6.2f}{2:>6.2f}{3:>6.1f}{4:>2d}{5:>7d}{6:>7.0f}{7:>7.1f}{8:>7d}{9:>7.0f}'.format(
        gk_data[i][0],gk_data[i][1],gk_data[i][2],gk_data[i][3],gk_data[i][4],
        gk_data[i][5],gk_data[i][6],gk_data[i][7],gk_data[i][8],gk_data[i][9])
    file.write(line+'\n')
file.close()

至此,他的疑问找到了答案,微笑着满意地走了。虽然解惑的过程中我也很辛苦,不管怎么样,我总是有写头条的素材,整理出来供粉丝们参考。也许粉丝还有更好的方法,可以在评论区里讨论。

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