从零开始学Python-Day52-文件读写

读写文件是最常见的IO操作。Python内置了读写文件的函数，用法和C是兼容的。
读写文件前，我们先必须了解一下，在磁盘上读写文件的功能都是由操作系统提供的，现代操作系统不允许普通的程序直接操作磁盘，所以，读写文件就是请求操作系统打开一个文件对象（通常称为文件描述符），然后，通过操作系统提供的接口从这个文件对象中读取数据（读文件），或者把数据写入这个文件对象（写文件）。

读文件

要以读文件的模式打开一个文件对象，使用Python内置的open()函数，传入文件名和标示符：

>>> f = open('/Users/hycx-woodman/Downloads/py/hello.txt','r')
>>> f.read()
'你好，木人张！'

如果文件打开成功，接下来，调用read()方法可以一次读取文件的全部内容，Python把内容读到内存，用一个str对象表示。
如果文件没找到，则会抛出IOError错误

>>> f = open('/Users/hycx-woodman/Downloads/py/hello1.txt','r')
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#4>", line 1, in 
    f = open('/Users/hycx-woodman/Downloads/py/hello1.txt','r')
FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: '/Users/hycx-woodman/Downloads/py/hello1.txt'

最后一步是调用close()方法关闭文件。文件使用完毕后必须关闭，因为文件对象会占用操作系统的资源，并且操作系统同一时间能打开的文件数量也是有限的：

>>> f.close()

由于文件读写时都有可能产生IOError，一旦出错，后面的f.close()就不会调用。所以，为了保证无论是否出错都能正确地关闭文件，我们可以使用try … finally来实现：

>>> try:
	f = open('/Users/hycx-woodman/Downloads/py/hello.txt','r')
	print(f.read())
finally:
	if f:
		f.close()

		
你好，木人张！
>>> try:
	f = open('/Users/hycx-woodman/Downloads/py/hello1.txt','r')
	print(f.read())
finally:
	if f:
		f.close()

		
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#13>", line 2, in 
    f = open('/Users/hycx-woodman/Downloads/py/hello1.txt','r')
FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: '/Users/hycx-woodman/Downloads/py/hello1.txt'

Python引入了with语句来自动帮我们调用close()方法：

>>> with open('/Users/hycx-woodman/Downloads/py/hello.txt','r') as f:
	print(f.read())

	
你好，木人张！
>>> with open('/Users/hycx-woodman/Downloads/py/hello1.txt','r') as f:
	print(f.read())

	
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#18>", line 1, in 
    with open('/Users/hycx-woodman/Downloads/py/hello1.txt','r') as f:
FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: '/Users/hycx-woodman/Downloads/py/hello1.txt'

这和前面的try … finally是一样的，但是代码更佳简洁，并且不必调用f.close()方法。

调用read()会一次性读取文件的全部内容，如果文件有10G，内存就爆了，所以，要保险起见，可以反复调用read(size)方法，每次最多读取size个字节的内容。另外，调用readline()可以每次读取一行内容，调用readlines()一次读取所有内容并按行返回list。因此，要根据需要决定怎么调用。
如果文件很小，read()一次性读取最方便；如果不能确定文件大小，反复调用read(size)比较保险；如果是配置文件，调用readlines()最方便：

for line in f.readlines():
    print(line.strip())

file-like Object

像open()函数返回的这种有个read()方法的对象，在Python中统称为file-like Object。除了file外，还可以是内存的字节流，网络流，自定义流等等。file-like Object不要求从特定类继承，只要写个read()方法就行。
StringIO就是在内存中创建的file-like Object，常用作临时缓冲。

二进制文件

前面讲的默认都是读取文本文件，并且是UTF-8编码的文本文件。要读取二进制文件，比如图片、视频等等，用’rb’模式打开文件即可：

>>> f = open('/Users/hycx-woodman/Downloads/py/woodmanzhanglogo.png','rb')
>>> f.read()
Squeezed text (3306 lines)   

这里图片加载了3306行，python会提示你是否完整读取。

字符编码

要读取非UTF-8编码的文本文件，需要给open()函数传入encoding参数，例如，读取GBK编码的文件：

>>> f = open('/路径/gbk.txt', 'r', encoding='gbk')

遇到有些编码不规范的文件，你可能会遇到UnicodeDecodeError，因为在文本文件中可能夹杂了一些非法编码的字符。遇到这种情况，open()函数还接收一个errors参数，表示如果遇到编码错误后如何处理。最简单的方式是直接忽略：

>>> f = open('/路径/gbk.txt', 'r', encoding='gbk', errors='ignore')

写文件

写文件和读文件是一样的，唯一区别是调用open()函数时，传入标识符’w’或者’wb’表示写文本文件或写二进制文件：

>>> f = open('/Users/hycx-woodman/Downloads/py/hello.txt','w')
>>> f.write('HAHA,木人张！')
9
>>> f.close()
>>> f = open('/Users/hycx-woodman/Downloads/py/hello.txt','r')
>>> f.read()
'HAHA,木人张！'
>>> f.close()

你可以反复调用write()来写入文件，但是务必要调用f.close()来关闭文件。当我们写文件时，操作系统往往不会立刻把数据写入磁盘，而是放到内存缓存起来，空闲的时候再慢慢写入。只有调用close()方法时，操作系统才保证把没有写入的数据全部写入磁盘。忘记调用close()的后果是数据可能只写了一部分到磁盘，剩下的丢失了。所以，还是用with语句来得保险：

>>> with open('/Users/hycx-woodman/Downloads/py/hello.txt', 'w') as f:
    f.write('你好，木人张!')

要写入特定编码的文本文件，请给open()函数传入encoding参数，将字符串自动转换成指定编码。
以’w’模式写入文件时，如果文件已存在，会直接覆盖（相当于删掉后新写入一个文件）。如果我们希望追加到文件末尾怎么办？可以传入’a’以追加（append）模式写入。
所有模式的定义及含义可以参考Python的官方文档。

小结
在Python中，文件读写是通过open()函数打开的文件对象完成的。使用with语句操作文件IO是个好习惯。