歡迎來到我們的系列部落格《Python全景系列》！在這個系列中，我們將帶領你從Python的基礎知識開始，一步步深入到高階話題，幫助你掌握這門強大而靈活的程式語言！
本文系列第四篇，介紹史上最全PYTHON檔案型別讀寫庫大盤點！包含常用和不常用的大量檔案格式！文字、音訊、影片應有盡有！廢話不多說！走起來！
先給大家快捷總結：
| 檔案格式 | Python庫 |
|---|---|
| 文字檔案 | 內建open函式 |
| CSV檔案 | csv |
| JSON檔案 | json |
| XML檔案 | xml.etree.ElementTree |
| 二進位制檔案 | 內建open函式 |
| 圖片檔案 | PIL (Python Imaging Library) |
| Word檔案 | python-docx |
| XLSX檔案 | openpyxl |
| PDF檔案 | PyPDF2 |
| SQLite資料庫檔案 | sqlite3 |
| 音訊檔案 | pydub |
| 影片檔案 | moviepy |
| HTML檔案 | BeautifulSoup |
| YAML檔案 | pyyaml |
| ZIP檔案 | zipfile |
正文開始！
1. 文字檔案
在Python中，處理文字檔案是最基礎的檔案操作，我們使用內建的open函式開啟一個檔案，然後使用檔案物件的read或write方法進行讀寫操作。
# 寫入文字檔案
with open('example.txt', 'w') as f:
f.write('Hello, Python!')
# 讀取文字檔案
with open('example.txt', 'r') as f:
print(f.read())
在這裡，open函式的第一個引數是檔名，第二個引數是檔案模式，其中'r'代表讀模式，'w'代表寫模式。使用'with'語句可以確保檔案在操作完成後被正確關閉。這是一個標準的檔案操作模式，也適用於其他型別的檔案。
2. CSV檔案
CSV（Comma-Separated Values）檔案是一種常用的資料交換格式，每行表示一條記錄，各欄位之間由逗號分隔。Python的csv模組提供了用於讀寫CSV檔案的工具。
import csv
# 寫入CSV檔案
with open('example.csv', 'w', newline='') as f:
writer = csv.writer(f)
writer.writerow(['name', 'age'])
writer.writerow(['Alice', 20])
writer.writerow(['Bob', 25])
# 讀取CSV檔案
with open('example.csv', 'r') as f:
reader = csv.reader(f)
for row in reader:
print(row)
這裡，csv.writer和csv.reader函式分別返回一個寫入器和讀取器物件，我們可以使用這些物件進行CSV檔案的讀寫操作。
3. JSON檔案
JSON（JavaScript Object Notation）是一種輕量級的資料交換格式，易於閱讀和編寫，同時也易於機器解析和生成。Python的json模組提供了用於讀寫JSON檔案的工具。
import json
# 寫入JSON檔案
data = {
'name': 'Alice',
'age': 20,
}
with open('example.json', 'w') as f:
json.dump(data, f)
# 讀取JSON檔案
with open('example.json', 'r') as f:
data = json.load(f)
print(data)
在這裡，json.dump和json.load函式分別用於將Python物件轉換為JSON格式並寫入檔案，以及從檔案中讀取JSON資料並轉換為Python物件。
4. XML檔案
XML（eXtensible Markup Language）是一種標記語言，可以用來描述資料的結構。Python的xml模組提供了用於讀寫XML檔案的工具。
from xml.etree import ElementTree as ET
# 寫入XML檔案
root = ET.Element('root')
child = ET.Element('child')
child.text = 'Hello, Python!'
root.append(child)
tree = ET.ElementTree(root)
tree.write('example.xml')
# 讀取XML檔案
tree = ET.parse('example.xml')
root = tree.getroot()
for child in root:
print(child.text)
在這裡，我們使用xml.etree.ElementTree模組建立一個XML檔案的樹形結構，然後使用ElementTree物件的write方法將其寫入檔案。讀取XML一個ElementTree物件，然後透過遍歷這個物件來讀取XML資料。
5.二進位制檔案
二進位制檔案是直接包含二進位制資料的檔案，例如影像檔案、音訊檔案等。Python使用'b'模式開啟二進位制檔案，然後使用檔案物件的read或write方法進行讀寫操作。
# 寫入二進位制檔案
data = b'Hello, Python!'
with open('example.bin', 'wb') as f:
f.write(data)
# 讀取二進位制檔案
with open('example.bin', 'rb') as f:
data = f.read()
print(data)
在這裡，'wb'和'rb'分別代表二進位制寫模式和二進位制讀模式。注意我們使用bytes型別的資料進行二進位制寫操作。
6. 圖片檔案
處理圖片檔案一般需要藉助第三方庫，如PIL（Python Imaging Library）。
from PIL import Image
# 讀取圖片檔案
img = Image.open('example.jpg')
# 修改圖片
img = img.rotate(45) # 旋轉45度
# 寫入圖片檔案
img.save('example_rotated.jpg')
這裡，Image.open和Image.save函式分別用於讀取和儲存圖片檔案。PIL庫提供了豐富的影像處理功能，例如旋轉、裁剪、縮放等。
7. Word檔案
處理Word檔案，我們可以使用python-docx庫，這是一個建立、修改和提取Microsoft Word檔案的Python庫。
from docx import Document
# 建立新的Word檔案
doc = Document()
doc.add_paragraph('Hello, Python!')
doc.save('example.docx')
# 讀取Word檔案
doc = Document('example.docx')
for para in doc.paragraphs:
print(para.text)
在這裡，我們首先建立一個Document物件，然後使用add_paragraph方法新增段落，最後使用save方法儲存檔案。讀取Word檔案時，我們遍歷Document物件的paragraphs屬性，列印出每個段落的文字。
8. XLSX檔案
處理Excel檔案，我們可以使用openpyxl庫，這是一個讀寫Excel 2010 xlsx/xlsm/xltx/xltm檔案的Python庫。
from openpyxl import Workbook, load_workbook
# 建立新的Excel檔案
wb = Workbook()
ws = wb.active
ws['A1'] = 'Hello,'
ws['B1'] = 'Python!'
wb.save('example.xlsx')
# 讀取Excel檔案
wb = load_workbook('example.xlsx')
ws = wb.active
print(ws['A1'].value, ws['B1'].value)
在這裡，我們首先建立一個Workbook物件和Worksheet物件，然後使用字典方式訪問單元格並賦值，最後使用save方法儲存工作簿。讀取Excel檔案時，我們使用load_workbook函式載入工作簿，然後訪問啟用的工作表的單元格。
9. PDF檔案
PDF是一種常見的檔案格式，我們可以使用Python的PyPDF2庫來處理PDF檔案。
import PyPDF2
# 讀取PDF檔案
with open('example.pdf', 'rb') as f:
reader = PyPDF2.PdfFileReader(f)
page = reader.getPage(0)
print(page.extractText())
# 注意：PyPDF2不能直接建立PDF檔案，但可以合併、裁剪和旋轉PDF檔案
在這裡，我們使用PdfFileReader物件讀取PDF檔案，然後使用getPage方法獲取某一頁，最後使用extractText方法提取文字。注意PyPDF2不能直接建立PDF檔案，但可以合併、裁剪和旋轉PDF檔案。
10. SQLite資料庫檔案
SQLite是一種嵌入式資料庫，它的資料庫全都儲存在一個單獨的檔案中。Python的sqlite3模組提供了對SQLite資料庫的支援。
import sqlite3
# 建立並寫入SQLite資料庫
conn = sqlite3.connect('example.db')
c = conn.cursor()
c.execute("CREATE TABLE test (name text, age integer)")
c.execute("INSERT INTO test VALUES ('Alice', 20)")
conn.commit()
conn.close()
# 讀取SQLite資料庫
conn = sqlite3.connect('example.db')
c = conn.cursor()
for row in c.execute("SELECT * FROM test"):
print(row)
conn.close()
在這裡，我們首先建立一個資料庫連線和遊標物件，然後使用execute方法執行SQL語句，最後使用commit方法提交事務。讀取SQLite資料庫時，我們遍歷execute方法的結果，列印出每一行。
11. 音訊檔案
處理音訊檔案，我們可以使用pydub庫，這是一個處理音訊的Python庫。
from pydub import AudioSegment
# 讀取音訊檔案
audio = AudioSegment.from_file('example.mp3')
# 修改音訊
audio = audio.reverse() # 反轉音訊
# 儲存音訊檔案
audio.export('example_reversed.mp3', format='mp3')
在這裡，AudioSegment.from_file函式用於讀取音訊檔案。pydub庫提供了豐富的音訊處理功能，例如反轉、裁剪、合併等。最後使用export方法儲存音訊檔案。
12. 影片檔案
處理影片檔案，我們可以使用moviepy庫，這是一個用於影片編輯的Python庫。
from moviepy.editor import VideoFileClip
# 讀取影片檔案
clip = VideoFileClip('example.mp4')
# 修改影片
clip = clip.subclip(10, 20) # 擷取第10秒到第20秒的片段
# 儲存影片檔案
clip.write_videofile('example_subclip.mp4')
在這裡，VideoFileClip函式用於讀取影片檔案。moviepy庫提供了豐富的影片處理功能，例如裁剪、拼接、新增音訊等。最後使用write_videofile方法儲存影片檔案。
13. HTML檔案
HTML是網頁的主要構成元素。我們可以使用Python的beautifulsoup庫解析HTML檔案。
from bs4 import BeautifulSoup
# 讀取HTML檔案
with open('example.html', 'r') as f:
soup = BeautifulSoup(f, 'html.parser')
# 解析HTML
print(soup.title.text) # 列印標題
# 注意：BeautifulSoup不能直接建立HTML檔案，但可以修改HTML檔案
在這裡，我們使用BeautifulSoup物件解析HTML檔案，然後透過標籤名訪問HTML元素。
14. YAML檔案
YAML（YAML Ain't Markup Language）是一種直觀的資料序列化格式，常用於配置檔案。Python的pyyaml庫提供了用於讀寫YAML檔案的工具。
import yaml
# 寫入YAML檔案
data = {'name': 'Alice', 'age': 20}
with open('example.yaml', 'w') as f:
yaml.dump(data, f)
# 讀取YAML檔案
with open('example.yaml', 'r') as f:
data = yaml.load(f, Loader=yaml.FullLoader)
print(data)
在這裡，yaml.dump和yaml.load函式分別用於將Python物件轉換為YAML格式並寫入檔案，以及從檔案中讀取YAML資料並轉換為Python物件。
15. ZIP檔案
ZIP是一種常用的壓縮檔案格式。Python的zipfile模組提供了用於讀寫ZIP檔案的工具。
from zipfile import ZipFile
# 建立ZIP檔案
with ZipFile('example.zip', 'w') as zf:
zf.write('example.txt')
# 讀取ZIP檔案
with ZipFile('example.zip', 'r') as zf:
print(zf.namelist())
在這裡，我們使用ZipFile物件建立一個ZIP檔案，然後使用write方法新增檔案。讀取ZIP檔案時，我們使用namelist方法列出所有檔案。
One More Thing
在處理檔案時，一個常被忽視但又極其有用的技巧是使用Python的pathlib模組來處理檔案路徑。pathlib模組提供了一種物件導向的方式來處理檔案和目錄路徑，使得路徑的處理變得更加直觀和簡潔。
from pathlib import Path
# 建立Path物件
p = Path('example.txt')
# 檢查檔案是否存在
if p.exists():
print('File exists.')
# 獲取檔案的字尾名
print(p.suffix)
在這個例子中，我們使用Path物件表示一個檔案路徑，然後使用Path物件的方法和屬性來進行各種操作，例如檢查檔案是否存在，獲取檔案的字尾名等。這是一個非常強大且易用的模組，可以極大地提高我們處理檔案路徑的效率。
以上就是Python全檔案格式輸入輸出的介紹。希望透過本文，你能夠對Python的檔案操作有更深入的理解，並能夠在實際程式設計中靈活運用。如果你有任何問題或想法，歡迎在評論區留言分享。