Python-文件读写

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文件读写

文件读写

读写文件之前，必须先打开文件。

打开文件

内置函数open()用于打开文件，函数的返回值是一个文件对象，通过该对象就可以操作文件了。
第一个参数是文件的路径，必须要指定。既可以指定绝对路径也可以指定相对路径
第二个参数是文件的打开方式，默认值是'r'，表示以只读方式打开。
其他参数都是带默认值的，可以参考官方文档。

文件的打开方式	说明	备注
‘r’	以只读方式打开，只能读文件	文件的默认打开方式如果文件不存在，则抛出异常FileFoundError
‘w’	以只写方式打开，只能写文件	如果文件存在，则清空文件如果文件不存在，则创建文件
‘a’	以追加方式打开，只能写文件	如果文件存在，则从文件末尾开始写如果文件不存在，则创建文件
‘x’	以只写方式打开，只能写文件	如果文件存在，则抛出异常FileExistsError 如果文件不存在，则创建文件
‘+’	以读写方式打开，可以读写文件	不能单独使用，只能添加到其他打开方式的后面 ‘r+’：参见’r’的备注 ‘w+’：参见’w’的备注 ‘a+’：参见’a’的备注 ‘x+’：参见’x’的备注
‘t’	以文本方式打开	文件默认打开方式，不能单独使用，只能添加到其他打开方式的后面： ‘rt’，’wt’，’at’，’rt+’，’wt+’，’at+’，’xt+’
‘b’	以二进制方式打开	例如：打开图片不能单独使用，只能添加到其他打开方式的后面： ‘rb’，’wb’，’ab’，’xb’，’rb+’，’wb+’，’ab+’，’xb+’

读文件

可以调用内置函数open()并以只读方式或读写方式打开文件。返回的文件对象有三个用于读文件的方法：
1、read([size])，如果不关闭文件，每次调用此方法，将从上一次调用此方法的地方继续读取文件。

如果不传参数，读到文件尾部。
如果传入参数size，用于指定字节数，
当指定的字节数小于读到文件尾的字节数时，读取指定的字节数；
当指定的字节数大于读到文件尾的字节数时，或当指定的字节数小于0时，读取到文件尾部；

>>> fh = open('a.txt', 'r')
>>> fh.read()
'1234567890\nqwertyuiop\nasdfghjkl\nzxcvbnm\n'

>>> fh.read()   # 由于已经读到了文件尾部且没有关闭文件，再次调用将从尾部读取，没有读取到数据
''
>>> fh.close()

>>> fh = open('a.txt', 'r')   
>>> fh.read(-2)     # 传入负数，将直接读取到文件尾部
'1234567890\nqwertyuiop\nasdfghjkl\nzxcvbnm\n'
>>> fh.close()

注意：如果文件较大，使用read()读取全部文件会导致内存占用较大，因此，最好多次调用read([size])，指定的size不要超过默认缓冲区的大小，否则，可能并不能读取到指定的字节数。
默认缓冲区大小通过标准库中io模块的DEFAULT_BUFFER_SIZE获取

>>> import io
>>> io.DEFAULT_BUFFER_SIZE
8192

2、readline([size])，如果不关闭文件，每次调用此方法，将从上一次调用此方法的地方继续读取文件。

如果不传参数，读到行尾。
如果传入参数size，用于指定字节数，
当指定的字节数小于读到行尾的字节数时，读取指定的字节数；
当指定的字节数大于读到行尾的字节数时，或当指定的字节数小于0时，读取到行尾部；
总之，最多读到行尾。

# 如果不传参数，读到行尾
>>> fh = open('a.txt', 'r')
>>> fh.readline()
'1234567890\n'
>>> fh.readline()
'qwertyuiop\n'
>>> fh.readline()
'asdfghjkl\n'
>>> fh.readline()
'zxcvbnm\n'
>>> fh.readline()
''
>>> fh.close()

# 当指定的字节数小于读到行尾的字节数时，读取指定的字节数
>>> fh = open('a.txt', 'r')
>>> fh.readline(7)
'1234567'
>>> fh.readline(7)      # 当指定的字节数大于读到行尾的字节数时，或当指定的字节数小于0时，读取到行尾部
'890\n'
>>> fh.readline(7)
'qwertyu'
>>> fh.readline(7)
'iop\n'
>>> fh.readline(7)
'asdfghj'
>>> fh.readline(7)
'kl\n'
>>> fh.readline(7)
'zxcvbnm'
>>> fh.readline(7)
'\n'
>>> fh.readline(7)
''
>>> fh.close()

# 当指定的字节数大于读到行尾的字节数时，或当指定的字节数小于0时，读取到行尾部
>>> fh.close()
>>> fh = open('a.txt', 'r')
>>> fh.readline(20)
'1234567890\n'
>>> fh.readline(20)
'qwertyuiop\n'
>>> fh.readline(20)
'asdfghjkl\n'
>>> fh.readline(20)
'zxcvbnm\n'
>>> fh.readline(20)
''
>>> fh.close()

3、readlines([size])

如果不传参数，读到文件尾部，返回每一行组成的列表。
如果传入参数，size用于指定字节数，
当指定的字节数小于读到文件尾的字节数时，一直读取到最后一个字符所在的行尾；
当指定的字节数大于读到文件尾的字节数时，或当指定的字节数小于0时，读取到文件尾部；

# 如果不传参数，读到文件尾部，返回每一行组成的列表
>>> fh = open('a.txt', 'r')
>>> fh.readlines()
['1234567890\n', 'qwertyuiop\n', 'asdfghjkl\n', 'zxcvbnm\n']
>>>
>>> fh.readlines()
[]
>>> fh.close()

# 当指定的字节数小于读到文件尾的字节数时，一直读取到最后一个字符所在的行尾
>>> fh = open('a.txt', 'r')
>>>
>>> fh.readlines(5)
['1234567890\n']
>>> fh.readlines(5)
['qwertyuiop\n']
>>> fh.readlines(5)
['asdfghjkl\n']
>>> fh.readlines(5)
['zxcvbnm\n']
>>> fh.readlines(5)
[]
>>> fh.close()

# 当指定的字节数大于读到文件尾的字节数时，或当指定的字节数小于0时，读取到文件尾部
>>> fh = open('a.txt', 'r')
>>> fh.readlines(-5)
['1234567890\n', 'qwertyuiop\n', 'asdfghjkl\n', 'zxcvbnm\n']
>>> fh.close()

写文件

写文件之前，必须打开文件。
可以调用内置函数open()并且以只写方式、追加方式、读写方式打开文件。这样，返回的文件对象有两个用于写文件的方法：
1、write(text)

用于将指定的字符串写入到文件中。方法的返回值是写入的字符数，即指定的字符串的长度。

>>> fh = open('a.txt', 'w')  
>>> fh.write('hello')
5
>>> fh.write(' python')
7
>>> fh.close()
>>>

2、writelines(seq)

用于将指定的字符串序列写入到文件中

>>> fh = open('a.txt', 'w')
>>> fh.writelines(['qwe\n', 'asd\n', 'zxc\n'])
>>> fh.close()

调用这个两个方法后，会将指定的字符串写入到缓存中，手动调用方法flush()或者close()，或者当写入的数据量大于等于缓存的容量时，缓存中的字符串才会被写入文件中

关闭文件

文件在使用完毕后必须要关闭，这是因为文件对象会占用操作系统的资源，并且操作系统在某一时刻所能打开的文件数量也是有限的。

读文件或写文件时都有可能发生异常，从而导致方法close()不会被调用，为了保证方法close()总能被调用，可以把读文件或写文件的操作放在try语句块中，把方法close()的调用放在finally中，
伪代码如下：

try:
    读文件或写文件
finally:
    调用方法close()关闭文件

由于文件对象实现了特殊方法__enter__()和__exit__()，所以文件对象可以作为上下文管理器。其中特殊方法__enter__()用于返回打开的文件对象，特殊方法__exit__()中关闭打开的文件，因此，上面的伪代码可以使用with语句实现：

with 打开文件 as file:
    读写文件

文件指针

任何文件对象都有一个文件指针，用于指向文件中的某个位置。
读写文件时，是从文件指针的当前位置开始读写的，在读写过程中，文件指针会随之往后移动。

打开文件后，文件指针的位置
以追加（’a’）方式打开文件后，文件指针指向文件的结尾位置；以其他方式打开文件后，文件指针指向文件的起始位置。
调用文件对象的方法tell()，返回文件指针的当前位置。

>>> fh = open('a.txt', 'r')
>>> fh.tell()
0
>>> fh.close()

>>> fh = open('a.txt', 'a')  # 追加方式文件指针在文件的末尾
>>>
>>> fh.tell()
11
>>>
>>> fh.close()

在读写文件时，文件指针移动过程

>>> fh = open('a.txt', 'r')
>>> fh.tell()        # 起始位置是0
0
>>> fh.read(3)
'qwe'
>>>
>>> fh.tell()
3
>>> fh.read(5)
'\nasd\n'
>>> fh.tell()
8
>>> fh.close()

自由移动文件指针
可以调用文件对象的方法seek()，将文件指针自由移动到参数指定的位置
语法格式：

seek(offset, [whence])

参数offset表示偏移量，可以为正数和负数，正数表示往后偏移，负数表示往前偏移。
参数whence是可选的，表示相对偏移位置，有三种取值：
1、os.SEEK_SET：相对文件的起始位置，值为0，默认值
2、os.SEEK_CUR：相对文件的当前位置，值为1
3、os.SEEK_END：相对文件的结尾位置，值为2

只有以二进制方式打开的文件，才能支持上述三种方式，如果以文本方式打开的文件，只支持相对文件的起始位置。
如果要使用os.SEEK_SET、os.SEEK_CUR、os.SEEK_END，需要导入os模块，但是这三个属性其实就是相当于数值0、1、2
os.SEEK_SET == 0
os.SEEK_CUR == 1
os.SEEK_END == 2

>>> fh = open('a.txt', 'r')   # 因为是以文本方式打开的，因此只支持相对文件的起始位置
>>> fh.tell()
0
>>> fh.seek(5)              # 从文件的起始位置，偏移5个指针
5
>>> fh.tell()
5
>>> fh.read(2)
'56'
>>>
>>> fh.seek(0)
0
>>>
>>> fh.tell()          # 从文件的起始位置，偏移0个指针，回到文件的起始位置
0
>>> fh.read(2)
'01'

>>> fh.seek(-5, 2)                   # 因为是以文本方式打开的，因此只支持相对文件的起始位置，另外两种方式就会抛出异常
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
io.UnsupportedOperation: can't do nonzero end-relative seeks

>>> fh = open('a.txt', 'rb')
>>> fh.tell()
0
>>> fh.seek(-2, 2)
20
>>> fh.tell()
20
>>>
>>> fh.read()
b'j\n'
>>> fh.close()

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