從多個方面詳細闡述np.tofile

一、用途及基本使用

np.tofile是numpy庫中的一個函數，用於將數據以二進位格式保存到磁碟中。具體而言，np.tofile將一個數組寫入一個二進位或文本文件中，數組的所有元素都被寫入文件，其中文本文件每行顯示一個數據元素，二進位文件按照機器的位元組序保存。

import numpy as np

# 創建一個numpy數組
arr = np.array([1, 2, 3, 4, 5])

# 將數組保存成二進位格式
arr.tofile('binary_file')

上述代碼中，我們創建了一個長度為5的numpy數組，並將其寫入了名為’binary_file’的文件中。默認情況下，該文件以二進位格式保存。

二、文件格式參數

除了寫入文件名外，np.tofile還支持指定文件格式參數。這裡支持的文件格式參數有”，’=’，’!’，分別代表’little endian’，’big endian’，’native ordering’和’swap’，其中’native ordering’代表本機位元組序。例如，如果我們想將數據以’big endian’格式保存，可以使用以下代碼：

import numpy as np

# 創建一個numpy數組
arr = np.array([1, 2, 3, 4, 5])

# 將數組保存為big endian格式
arr.tofile('binary_file', format='>f')

上述代碼中，我們用format參數指定了’big endian’格式，並將文件名設置為’binary_file’。

三、數據類型參數

除了文件格式參數，np.tofile還支持指定數據類型參數。數組中的元素可以是任何類型，包括NumPy的標準數據類型和用戶自定義數據類型。有關完整的 NumPy 數據類型列表及其說明，請參見NumPy文檔。

import numpy as np

# 創建一個自定義數據類型的numpy數組
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)

# 將數組保存為二進位格式
arr.tofile('binary_file')

上述代碼中，我們創建了一個自定義數據類型的numpy數組，並將其保存到名為’binary_file’的文件中。

四、數組形狀

使用np.tofile時，數組形狀可以影響寫入的數據。請注意，將多維數組寫入文件時，數組的形狀必須匹配文件中的形狀。

import numpy as np

# 創建一個二維numpy數組
arr = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6]])

# 將數組保存為二進位格式
arr.tofile('binary_file')

# 讀取二進位文件並列印結果
with open('binary_file', 'rb') as f:
    print(np.fromfile(f, dtype=np.int32))

五、安全性

儘管np.tofile功能強大，但它也有一定的安全風險。請注意，寫入文件時會忽略文件格式參數的大小和類型。這可能導致潛在的安全問題。因此，不建議將機密或敏感數據寫入文件。

import numpy as np

# 創建一個numpy數組
arr = np.array([1, 2, 3, 4, 5])

# 將數組保存為二進位格式
arr.tofile('/dev/null', format='>i64')

上述代碼中，我們將數組寫入名為’/dev/null’的文件中，這會將數據直接丟棄。