最全總結 | 聊聊 Python 數據處理全家桶（配置篇）

2020 年 10 月 7 日
筆記
Config, ini, json, Python, xml, yaml, 數據處理

1.前言

在實際項目中，經常會接觸到各種各樣的配置文件，它可以增強項目的可維護性

常用配件文件的處理方式，包含：JSON、ini / config、YAML、XML 等

本篇文章，我們將聊聊 Python 數據處理全家桶之配置文件大總結

2.JSON

Python 內置了 JSON 模塊，可以非常方便操作 JSON 數據

常見的 4 個方法分別是：

json.load(json_file)

解析 JSON 文件，轉換為 Python 中對應的數據類型
json.loads(json_string)

解析 JSON 格式的字符串，結果為 Python 中的字典
json.dump(python_content,file_path)

將 Python 數據，包含：dict、list 寫入到文件中
json.dumps(python_dict)

將 Python 中 dict 轉為 JSON 格式的字符串

以下面這段 JSON 配置文件為例：

#config.json
{
  "mysql": {
    "host": "198.0.0.1",
    "port": 3306,
    "db": "xh",
    "username": "root",
    "password": "123456",
    "desc": "Mysql配置文件"
  }
}

1、讀取配置文件

讀取配置文件有兩種方式，分別是：

使用 json.load() 直接讀取配置文件

或者，先讀取配置文件中的內容，然後使用 json.loads() 轉換為 Python 數據類型

需要指出的是，面對複雜層級的 JSON 配置文件，可以利用 jsonpath 進行讀取；jsonpath 類似於 xpath，可以通過正則表達式快速讀取數據

import json

def read_json_file(file_path):
    """
    讀取json文件
    :param file_path:
    :return:
    """
    with open(file_path, 'r', encoding='utf-8') as file:

        # 讀取方式二選一
        # 方式一
        result = json.load(file)

        # 方式二
        # result = json.loads(file.read())

        # 解析數據
        host_mysql = result['mysql']['host']
        port_mysql = result['mysql']['port']
        db = result['mysql']['db']

        print('Mysql地址：', host_mysql, ",端口號:", port_mysql, ",數據庫:", db)

    return result

2、保存配置文件

使用 json 中的 json.dump() 方法，可以將一個字典寫入到 JSON 文件中

def write_content_to_json_file(output_file, content):
    """
    寫入到json文件中
    :param output_file:
    :param content:
    :return:
    """
    with open(output_file, 'w') as file:
        # 寫入到文件中
        # 注意：為了保證中文能正常顯示，需要設置ensure_ascii=False
        json.dump(content, file, ensure_ascii=False)

content_dict = {
    'mysql': {
        'host': '127.0.0.1',
        'port': 3306,
        'db': 'xh',
        'username': 'admin',
        'password': '123456',
        'desc': 'Mysql數據庫'
    }
}

write_content_to_json_file('./output.json', content_dict)

3、修改配置文件

如果需要修改配置文件，只需要先從配置文件中讀出內容，然後修改內容，最後將修改後的內容保存的配置文件中即可

def modify_json_file():
    """
    修改json配置文件
    :return:
    """
    result = read_json_file('./config.json')

    # 修改
    result['mysql']['host'] = '198.0.0.1'

    write_content_to_json_file('./config.json', result)

3.ini/config

ini 配置文件和 config 配置文件的解析方式類似，僅僅是文件後綴不一致

這裡我們以 ini 配置文件為例

# config.ini
[mysql]
host = 139.199.1.1
username = root
password = 123456
port = 3306

ini 文件由 3 部分組成，分別是：節點（Section）、鍵（Key）、值（Value）

常見的 Python 處理 ini 文件有兩種方式，包含：

使用內置的 configparser 標準模塊
使用 configobj第三方依賴庫

我們先來看看內置的 configparser 模塊

3.1.1 讀取配置文件

實例化一個 ConfigParser 解析對象，使用 read() 方法讀取 ini 配置文件

from configparser import ConfigParser

# 實例化解析對象
cfg = ConfigParser()

# 讀取ini文件內容
cfg.read(file_path)

使用 sections()函數，可以獲取所有的節點列表

# sections() 得到所有的section，並以列表的形式返回
sections = cfg.sections()
print(sections)

要獲取某一個節點下的所有鍵，可以使用 options(section_name) 函數

# 獲取某一個區域的所有key
# cfg.options(section_name)
keys = cfg.options('mysql')
print(keys)

通過 items(section_name) 函數，可以獲取某一個節點下的所有鍵值對

# 獲取某一個區域下的鍵值對
items = cfg.items("mysql")
print(items)

如果要獲取某一個節點下，某一個鍵下的值，使用 get(section_name,key_name) 函數即可

# 讀取某一個區域下的某一個鍵值
host = cfg.get("mysql", "host")
print(host)

3.1.2 寫入配置文件

和讀取配置文件類似，需要先實例化一個 ConfigParser 解析對象

首先，使用 add_section(section_name) 函數添加一個節點

# 加入節點和鍵值對
# 添加一個節點
cfg.add_section("redis")

然後，就可以使用 set(section_name,key,value) 函數往某一個節點添加鍵值對

# 往節點內，添加鍵值對
cfg.set("redis", "host", "127.0.0.1")
cfg.set("redis", "port", "12345")

最後，使用 write() 函數寫入到配置文件中去

# 寫入到文件中
cfg.write(open('./raw/output.ini', 'w'))

3.1.3 修改配置文件

修改配置文件的步驟是，讀取配置文件，然後通過 set(section_name,key,value) 進行修改操作，最後使用 write() 函數寫入到文件中即可

def modify_ini_file(file_path):
    """
    修改ini文件
    :return:
    """
    cfg.read(file_path)

    cfg.set("mysql", "host", "139.199.11.11")

    # 寫入
    cfg.write(open(file_path, "w"))

接着，我們聊聊使用 configobj 操作 ini 配置文件的流程

首先安裝 configobj 依賴庫

# 依賴
# pip3 install configobj

3.2.1 讀取配置文件

直接將 ini 配置文件路徑作為參數，使用 ConfigObj 類構造一個對象

from configobj import ConfigObj

# 實例化對象
config = ConfigObj(file_path, encoding='UTF8')

查看源碼可以發現，ConfigObj 是 Section 節點的子類，而 Section 是 Dict 字典的子類

所以，可以直接通過鍵名 Key 獲取節點和鍵值

# <class 'configobj.ConfigObj'>
print(type(config))

# <class 'configobj.Section'>
print(type(config['mysql']))

# 節點
print(config['mysql'])

# 某一個鍵對應的值
print(config['mysql']

3.2.2 修改配置文件

只需要讀取配置文件，然後直接修改 ConfigObj 對象，最後使用 write() 方法，即可以達到修改配置文件的目的

def modify_ini_file(file_path):
    """
    修改ini文件
    :param file_path:
    :return:
    """
    # 讀取配置文件
    config = read_ini_file(file_path)

    # 直接修改
    config['mysql']['host'] = '139.199.1.1'

    # 刪除某個鍵值對
    try:
        del config['mysql']['db']
    except Exception as e:
        print('鍵不存在')
        pass

    # 寫入
    config.write()

3.2.3 寫入配置文件

寫入配置文件，首先需要實例化一個 ConfigObj 對象，傳入文件路徑

然後，設置節點、針對節點設置鍵值對

最後，調用 write() 方法，寫入到配置文件中

def write_to_ini_file(output):
    """
    寫入到ini文件中
    :param output:
    :return:
    """
    config = ConfigObj(output, encoding='UTF8')
    config['website'] = {}
    config['website']['url'] = "www.baidu.com"
    config['website']['name'] = "百度"

    # 保存
    config.write()

4.YAML

Python 操作 YAML 文件，常見的 2 種方式分別是：pyyaml、ruamel.yaml

使用 pip 安裝依賴

# 安裝依賴
# 方式一
pip3 install pyyaml

# 方式二
pip3 install ruamel.yaml

下面以一個簡單的 YAML 配置文件為例，通過兩種方式進行說明

# 水果
Fruits:
  # 蘋果
  - Apple:
      name: apple
      price:  1
      address:  廣東
  # 桔子
  - Orange:
      name: orange
      price:  3
      address:  湖南
  # 香蕉
  - Banana:
      name: banana
      price:  2
      address:  海南

我們先來看看 pyyaml

4.1.1 讀取配置文件

首先，讀取配置文件，使用 yaml.safe_load() 加載數據，獲取的數據類型是字典

import yaml

with open(file_path, "r") as file:
    data = file.read()

    # safe_load() 讀取配置文件
    # 結果數據類型：dict
    result = yaml.safe_load(data)

    print(result)

接着，就可以通過 YAML 配置文件的層級關係，獲取鍵值

# 3、獲取yaml中的值
name = result['Fruits'][0]['Apple']['name']
price = result['Fruits'][0]['Apple']['price']
address = result['Fruits'][0]['Apple']['address']
print("名稱:", name, ",price:", price, ",address:", address)

4.1.2 寫入配置文件

使用 YAML 中的 dump() 方法，可以將一個字典寫入到 YAML 配置文件中

需要注意的是，為了保證中文寫入能正常顯示，需要配置 allow_unicode=True

def write_to_yaml_file(content, file_path):
    """
    寫入到yaml文件中
    :param content:
    :param file_path:
    :return:
    """

    # 寫入到文件中
    with open(file_path, 'w', encoding='utf-8') as file:
        yaml.dump(content, file, default_flow_style=False, encoding='utf-8', allow_unicode=True)

# 定義一個字典
content = {
   "websites": [{"baidu": {'url': "www.baidu.com", 'name': '百度', "price": 100}},{"alibaba": {'url': "www.taobao.com", 'name': '淘寶', "price": 200}},{"tencent": {'url': "www.tencent.com", 'name': '騰訊', "price": 300}},]
}

write_to_yaml_file(content, "./raw/new.yaml")

4.1.3 修改配置文件

和修改 ini 文件類型，先讀取配置文件，然後修改字典中的內容，最後使用上面的寫入方法，即可以達到修改配置文件的目的

def modify_yaml_file():
    """
    修改yaml文件
    :return:
    """
    content = read_yaml_file('./raw/norm.yaml')
    print(content)

    # 修改dict
    content['Fruits'][0]['Apple']['price'] = 10086

    # 重新寫入到一個新的yaml文件中
    write_to_yaml_file(content, './raw/output.yaml')

接着，我們來聊聊使用 ruamel 操作 YAML 配置文件的流程

ruamel 是 pyyaml 的衍生版本，在傳統 pyyaml 的基礎上，增加了 RoundTrip 模式，保證 YAML 配置文件的讀寫順序一致

所以，在讀取、修改、寫入方式上和 pyyaml 類似

4.2.1 讀取配置文件

from ruamel import yaml

def read_yaml_file(file_path):
    """
    讀取yaml文件
    :param file_path:
    :return:
    """
    with open(file_path, 'r', encoding='utf-8') as file:
        data = file.read()

        # 解析yaml文件
        # 類型：ordereddict
        result = yaml.load(data, Loader=yaml.RoundTripLoader)

        name = result['Fruits'][0]['Apple']['name']
        price = result['Fruits'][0]['Apple']['price']
        address = result['Fruits'][0]['Apple']['address']
        print("名稱:", name, ",price:", price, ",address:", address)

    return result

4.2.2 寫入配置文件

def write_to_yaml_file(filepath, data):
    """
    寫入到yaml文件中
    :param filepath:
    :param data:
    :return:
    """
    with open(filepath, 'w', encoding='utf-8') as file:
        yaml.dump(data, file, Dumper=yaml.RoundTripDumper, allow_unicode=True)

4.2.3 修改配置文件

def modify_yaml_file():
    """
    修改yaml文件
    :return:
    """
    content = read_yaml_file('./raw/norm.yaml')

    print(content)

    # 修改dict
    content['Fruits'][0]['Apple']['price'] = 10086

    # 重新寫入到一個新的yaml文件中
    write_to_yaml_file('./raw/output.yaml', content)

5.XML

XML 作為一種標記語言，被用來設計存儲和傳輸數據，很多項目經常使用 XML 作為配置文件和數據傳輸類型

Python 內置的 xml 模塊可以很方便地處理 XML 配置文件

以下面這段配置文件為例：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<dbconfig>
    <mysql>
        <host>127.0.0.1</host>
        <port>3306</port>
        <dbname>test</dbname>
        <username>root</username>
        <password>4355</password>
    </mysql>
</dbconfig>

首先，使用 xml.dom.minidom.parser(file_path) 解析配置文件，利用 documentElement 屬性獲取 XML 根節點

import xml.dom.minidom

# 讀取配置文件
dom = xml.dom.minidom.parse("./raw.xml")

# 利用 documentElement 屬性獲取 XML 根節點
# 根節點
root = dom.documentElement

接着，使用 getElementsByTagName(tag_name) 方法，獲取某一節點

# 獲取mysql節點
node_mysql = root.getElementsByTagName('mysql')[0]

最後，使用 childNodes 屬性，遍歷節點的子 Node 節點，獲取節點的名稱和值

# 遍歷子節點，獲取名稱和值
for node in node_mysql.childNodes:
    # 節點類型
    # 1：Element
    # 2：Attribute
    # 3：Text
    # print(node.nodeType)
    if node.nodeType == 1:
        print(node.nodeName, node.firstChild.data)

6.最後

到此，Python 數據全家桶以全部完結！

我已經將文中全部源碼上傳到後台，關注公眾號「 AirPython 」後回復「 dball 」即可獲得全部源碼

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Tags: Config ini json Python xml yaml 數據處理