从零开始学Python-Day52-文件读写

Python零基础 木人张 6个月前 (04-30) 107次浏览 0个评论 扫描二维码
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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。

Character Meaning
'r' open for reading (default)
'w' open for writing, truncating the file first
'x' open for exclusive creation, failing if the file already exists
'a' open for writing, appending to the end of the file if it exists
'b' binary mode
't' text mode (default)
'+' open for updating (reading and writing)

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。


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