Python（九）

最新推荐文章于 2020-11-30 13:40:06 发布

chengxuw

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IO在计算机中指Input/Output，也就是输入和输出。由于程序和运行时数据是在内存中驻留，由CPU这个超快的计算核心来执行，涉及到数据交换的地方，通常是磁盘、网络等，就需要IO接口。

通常程序完成IO操作会有Input和Output两个数据流：

访问网页时浏览器首先会向外发送数据给所访问网页的服务器，获取该网页首页的HTML，该过程即为输出Output；随后网页服务器将网页发过来，该过程是从外面接收数据，叫输入Input。

从磁盘读取文件到内存，就只有Input操作，反过来，把数据写到磁盘文件里，就只是一个Output操作。

IO编程中，Stream（流）是一个很重要的概念，把流想象成一个水管，数据就是水管里的水，但是只能单向流动。

对于浏览网页来说，浏览器和新浪服务器之间至少需要建立两根水管，才可以既能发数据，又能收数据。

IO编程中，存在速度严重不匹配：CPU和内存的速度>>>>外设的速度

如：把100M的数据写入磁盘，TCPU输出100M数据 = 0.01s，T磁盘接收100M数据 = 10s

解决办法：①同步IO：CPU等着，即程序暂停执行后续代码，等100M的数据在10秒后写入磁盘，再接着往下执行。【逛商场前买奶茶需5min，选择柜台前干等5min】

②异步IO：一边是CPU立刻接着执行后续代码，一边是磁盘慢慢写入数据。【逛商场前买奶茶需5min，你选择先去逛一逛】

同步和异步的区别就在于是否等待IO执行的结果。

使用异步IO来编写程序性能会远远高于同步IO，但是异步IO的缺点是编程模型复杂。

操作IO的能力都是由操作系统提供的，每一种编程语言都会把操作系统提供的低级C接口封装起来方便使用，Python也不例外。

File对象的属性

一个文件被打开后，你有一个file对象，你可以得到有关该文件的各种信息。

以下是和file对象相关的所有属性的列表：

属性	描述
file.closed	返回true如果文件已被关闭，否则返回false。
file.mode	返回被打开文件的访问模式。
file.name	返回文件的名称。
file.softspace	如果用print输出后，必须跟一个空格符，则返回false。否则返回true。

# 打开一个文件
fo = open("foo.txt", "w")
print "文件名: ", fo.name
print "是否已关闭 : ", fo.closed
print "访问模式 : ", fo.mode
print "末尾是否强制加空格 : ", fo.softspace

以上实例输出结果： 
文件名:  foo.txt
是否已关闭 :  False
访问模式 :  w
末尾是否强制加空格 :  0

文件读写

文件：存储在外部介质（如：磁盘）上的数据或信息的集合

文本文件：一般指只要字符编码存储的文件，能够被最简单的文本编辑器直接读取

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）。

文件的操作步骤：打开文件 → 操作文件（读、写等）→ 关闭文件。

①打开文件：file object = open(file_name [, access_mode [,encoding = None [, errors = None] ] ])

file_name：文件名（包括路径）；

access_mode：access_mode决定了打开文件的模式：只读，写入，追加等。所有可取值见如下的完全列表。这个参数是非强制的，默认文件访问模式为只读(r)。

encoding = None 默认读取UTF-8编码的文件。如果要读取非UTF-8编码的文本文件，就需要传入encoding参数。

errors = None errors的取值一般有strict，ignore，当取strict的时候，字符编码出现问题的时候，会报错，当取ignore的时候，编码出现问题，程序会忽略而过，继续执行下面的程序。

打开模式	含义
r（默认）	只读方式打开。文件的指针将会放在文件的开头，文件不存在则报错`IOError`。
w	只用于写入。如果该文件已存在则打开文件，并从开头开始编辑，即原有内容会被删除。如果该文件不存在，创建新文件。
r+	打开一个文件用于读写。文件指针将会放在文件的开头。
a	打开一个文件用于追加。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。即，新的内容将会被写入到已有内容之后。如果该文件不存在，创建新文件进行写入。
rb+	以二进制格式打开一个文件用于读写。文件指针将会放在文件的开头。一般用于非文本文件如图片、视频等。

#读取GBK编码的文件
>>> f = open('/Users/Tony/gbk.txt', 'r', encoding='gbk')
>>> f.read()
'测试'

如果文件不存在，open（）函数就会抛出一个IOError的错误。

②操作文件——读read（）& readline() & readlines()

fileObject.read（size） 返回从字符串中读取的字节，如果未给定size或给负值则读取所有。

#假设有一个python.txt文件，文件内容为：i love python！


# 打开一个文件，用于读写
fo = open("python.txt", "r+")
#读取python.txt文件里的前10个字符
str = fo.read(10)
print "读取的字符串是 : ", str
# 关闭打开的文件
fo.close()

以上实例输出的结果为：i love pyt

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()) # 把末尾的'\n'删掉

str.strip（chars） 用于移除字符串头尾指定的字符（默认为空格或换行符）或字符序列。

【chars——需移除的位于首尾的字符系列】

注意：该方法只能删除开头或是结尾的字符，不能删除中间部分的字符。

②操作文件——写write（）& writelines（）

fileObject.write（str） 用于向文件中写入指定字符串，Python字符串可以是二进制数据，而不是仅仅是文字。

如果文件打开模式带 b，那写入文件内容时，str (参数)要用 encode 方法转为 bytes 形式，否则报错：TypeError: a bytes-like object is required, not 'str'。

fileObject.write（str） 用于向文件中写入字符串列表。可以是由迭代对象产生的。换行需要制定换行符 \n。

#write( )  str
>>> f=open(r'D:\python36\projects\text.txt','w')        #这里说明该文件是用来写入的	  
>>> words="争分夺秒\n"	                                              #自己添加'\n'
>>> f.write(words)	                                     #write(str)的参数是str  
5                                                                #返回写入字符的个数
>>> f.close()	                          #写入文件后f.close()，文件才真正写入上面字符
>>> open(r'D:\python36\projects\text.txt','r').read()
'争分夺秒\n'
>>> print(open(r'D:\python36\projects\text.txt','r').read())
争分夺秒                                      #该文件内只有一个词争分夺秒。

#writelines( )  list
>>> f=open(r'D:\python36\projects\text.txt','w')        #这里说明该文件是用来写入的	  
>>> words=["争分夺秒\n","力争上游\n"]                         #自己添加'\n'
>>> f.writelines(words)	                               #writelines([list])无返回值  
>>> f.close()	                          #写入文件后f.close()，文件才真正写入上面字符
>>> open(r'D:\python36\projects\text.txt','r').read()
'争分夺秒\n，力争上游\n'
>>> print(open(r'D:\python36\projects\text.txt','r').read())
争分夺秒
力争上游

③关闭文件——close（）

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。

fileObject.close（） 用于关闭一个已打开的文件。

关闭后的文件不能再进行读写操作，否则会触发 ValueError 错误。 close() 方法允许调用多次。

当 file 对象，被引用到操作另外一个文件时，Python 会自动关闭之前的 file 对象。

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。

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来实现或者引入with语句来自动帮我们调用close()方法。

try:
    f = open('/path/to/file', 'r')
    print(f.read())
finally:
    if f:
        f.close()

#每次写入try ... finally过于繁琐，可使用with，且不比调用f.close（）：
with open('/path/to/file', 'r') as f:
    print(f.read())