【愚公系列】2021年12月 Python教学课程 25-Python文件读写

前言

写程序过程中，我们做的一切操作，都是在内存里进行的。如果一旦断电或发生意外，那么我们的工作成果将瞬间消失。们还缺少将数据在本地文件系统进行持久化的能力，白话讲就是文件的读写能力。

Python 内置了一个 open()方法，用于对文件进行读写操作。使用 open()方法操作文件就像把大象塞进冰箱一样，可以分三步走，一是打开文件，二是操作文件，三是关闭文件。

open()方法的返回值是一个 file 对象，可以将它赋值给一个变量。其基本语法格式为:

f = open(filename, mode)

其中，

filename：一个包含了你要访问的文件名称的字符串值，通常是一个文件路径。

mode：打开文件的模式，有很多种，默认是只读方式 r。

一个简单的例子：

# 打开一个文件 f = open("foo.txt", "w") f.write("Python 是一种非常好的语言。\n 我喜欢 Python!!\n") # 关闭打开的文件 f.close()

打开模式：

一、 b 模式

二进制模式，通常用来读取图片、视频等二进制文件。注意，它在读写的时候是以bytes 类型读写的，因此获得的是一个 bytes 对象而不是字符串。在这个读写过程中，需要自己指定编码格式。在使用带 b 的模式时一定要注意传入的数据类型，确保为bytes 类型。

s = 'this is a test' b = bytes(s,encoding='utf-8') f = open('test.txt','w') f.write(s) ##这样没问题，正常写入了文件。 ##------------------------------------------------- s = 'this is a test' b = bytes(s,encoding='utf-8') f = open('test.txt','wb') ##注意多了个 b f.write(s) ##报错 TypeError: a bytes-like object is required, not 'str' ##意思是它需要一个 bytes 类型数据，你却给了个字符串 ##--------------------------------------------------- s = 'this is a test' b = bytes(s,encoding='utf-8') f = open('test.txt','wb') ##注意多了个 b f.write(b) ##将变量 b 传给它，b 是个 bytes 类型

二、 + 模式：

对于 w+模式，在读写之前都会清空文件的内容，建议不要使用！

对于 a+模式，永远只能在文件的末尾写入，有局限性，建议不要使用！

对于 r+模式，也就是读写模式，配合 seek()和 tell()方法，可以实现更多操作。

三、 编码问题

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

>>> f = open('gbk.txt', 'r', encoding='gbk') >>> f.read() 'GBK'

遇到有些编码不规范的文件，可能会抛出 UnicodeDecodeError 异常，这表示在文件中可能夹杂了一些非法编码的字符。遇到这种情况，可以提供 errors 参数，表示如果遇到编码错误后如何处理。

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

四、 文件对象操作

每当我们用 open 方法打开一个文件时，将返回一个文件对象。这个对象内置了很多操作方法。下面假设，已经打开了一个 f 文件对象。

1. f.read(size)

读取一定大小的数据, 然后作为字符串或字节对象返回。size 是一个可选的数字类型的参数，用于指定读取的数据量。当 size 被忽略了或者为负值，那么该文件的所有内容都将被读取并且返回。

f = open("1.txt", "r") str = f.read() print(str) f.close()

如果文件体积较大，请不要使用 read()方法一次性读入内存，而是 read(512)这种一点一点的读。

2. f.readline()

从文件中读取一行内容。换行符为’\n’。如果返回一个空字符串，说明已经已经读取到最后一行。这种方法，通常是读一行，处理一行，并且不能回头，只能前进，读过的行不能再读了。

f = open("1.txt", "r") str = f.readline() print(str) f.close()

3. f.readlines()

将文件中所有的行，一行一行全部读入一个列表内，按顺序一个一个作为列表的元素，并返回这个列表。readlines 方法会一次性将文件全部读入内存，所以也存在一定的风险。但是它有个好处，每行都保存在列表里，可以随意存取。

f = open("1.txt", "r") a = f.readlines() print(a) f.close()

4. 遍历文件

实际上，更多的时候，我们将文件对象作为一个迭代器来使用。

# 打开一个文件 f = open("1.txt", "r") for line in f: print(line, end='') f.close()

这个方法很简单, 不需要将文件一次性读出，但是同样没有提供一个很好的控制，与readline 方法一样只能前进，不能回退。

几种不同的读取和遍历文件的方法比较：

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

普通情况，使用 for 循环更好，速度更快

5. f.write()

将字符串或 bytes 类型的数据写入文件内。write()动作可以多次重复进行，其实都是在内存中的操作，并不会立刻写回硬盘，直到执行 close()方法后，才会将所有的写入操作反映到硬盘上。在这过程中，如果想将内存中的修改，立刻保存到硬盘上，可以使用 f.flush()方法，但这可能造成数据的不一致。

# 打开一个文件 f = open("/tmp/foo.txt", "w") f.write("Python 是一种非常好的语言。\n 我喜欢 Python!!\n") # 关闭打开的文件 f.close()

6. f.tell()

返回文件读写指针当前所处的位置,它是从文件开头开始算起的字节数。一定要注意了，是字节数，不是字符数。

7. f.seek()

如果要改变位置指针的位置, 可以使用 f.seek(offset, from_what)方法。seek()经常和tell()方法配合使用。

from_what 的值，如果是 0 表示从文件开头计算，如果是 1 表示从文件读写指针的当前位置开始计算，2 表示从文件的结尾开始计算，默认为 0，例如：

offset：表示偏移量。

seek(x,0) ： 从起始位置即文件首行首字符开始移动 x 个字符

seek(x,1) ： 表示从当前位置往后移动 x 个字符

seek(-x,2)：表示从文件的结尾往前移动 x 个字符

看一个例子：

>>> f = open("d:\\1.txt", "rb+") >>> f.write(b"1232312adsfalafds") 17 >>> f.tell() 17 >>> f.seek(5) 5 >>> f.read(1) b'1' >>> f.seek(-3, 2) 14 >>> f.read(1) b'f'

8. f.close()

关闭文件对象。当处理完一个文件后，调用 f.close()来关闭文件并释放系统的资源。文件关闭后，如果尝试再次调用该文件对象，则会抛出异常。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，或者更糟糕的结果。也就是说大象塞进冰箱后，一定不要忘记关上冰箱的门。

五、 with 关键字

with 关键字用于 Python 的上下文管理器机制。为了防止诸如 open 这一类文件打开方法在操作过程出现异常或错误，或者最后忘了执行 close 方法，文件非正常关闭等可能导致文件泄露、破坏的问题。Python 提供了 with 这个上下文管理器机制，保证文件会被正常关闭。在它的管理下，不需要再写 close 语句。注意缩进。

with open('test.txt', 'w') as f: f.write('Hello, world!')

with 支持同时打开多个文件：

with open('log1') as obj1, open('log2','w') as obj2: s=obj1.read() obj2.write(s)

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