从多个方面详细阐述np.tofile

发布时间:2023-05-20

一、用途及基本使用

np.tofile是numpy库中的一个函数,用于将数据以二进制格式保存到磁盘中。具体而言,np.tofile将一个数组写入一个二进制或文本文件中,数组的所有元素都被写入文件,其中文本文件每行显示一个数据元素,二进制文件按照机器的字节序保存。

import numpy as np
# 创建一个numpy数组
arr = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
# 将数组保存成二进制格式
arr.tofile('binary_file')

上述代码中,我们创建了一个长度为5的numpy数组,并将其写入了名为binary_file的文件中。默认情况下,该文件以二进制格式保存。

二、文件格式参数

除了写入文件名外,np.tofile还支持指定文件格式参数。这里支持的文件格式参数有<>=!,分别代表little endian,big endian,native ordering和swap,其中native ordering代表本机字节序。例如,如果我们想将数据以big endian格式保存,可以使用以下代码:

import numpy as np
# 创建一个numpy数组
arr = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
# 将数组保存为big endian格式
arr.tofile('binary_file', format='>f')

上述代码中,我们用format参数指定了big endian格式,并将文件名设置为binary_file

三、数据类型参数

除了文件格式参数,np.tofile还支持指定数据类型参数。数组中的元素可以是任何类型,包括NumPy的标准数据类型和用户自定义数据类型。有关完整的 NumPy 数据类型列表及其说明,请参见NumPy文档

import numpy as np
# 创建一个自定义数据类型的numpy数组
dt = np.dtype([('name', np.unicode_, 16), ('grades', np.float64, (2,))])
arr = np.array([('Sarah', [8.5, 9.1]), ('John', [7.2, 6.8])], dtype=dt)
# 将数组保存为二进制格式
arr.tofile('binary_file')

上述代码中,我们创建了一个自定义数据类型的numpy数组,并将其保存到名为binary_file的文件中。

四、数组形状

使用np.tofile时,数组形状可以影响写入的数据。请注意,将多维数组写入文件时,数组的形状必须匹配文件中的形状。

import numpy as np
# 创建一个二维numpy数组
arr = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6]])
# 将数组保存为二进制格式
arr.tofile('binary_file')
# 读取二进制文件并打印结果
with open('binary_file', 'rb') as f:
    print(np.fromfile(f, dtype=np.int32))

五、安全性

尽管np.tofile功能强大,但它也有一定的安全风险。请注意,写入文件时会忽略文件格式参数的大小和类型。这可能导致潜在的安全问题。因此,不建议将机密或敏感数据写入文件。

import numpy as np
# 创建一个numpy数组
arr = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
# 将数组保存为二进制格式
arr.tofile('/dev/null', format='>i64')

上述代码中,我们将数组写入名为/dev/null的文件中,这会将数据直接丢弃。