python基础（文件操作）

文件操作

文件和流，能够永久存储数据以及处理来自其他程序的数据。

打开文件

open()

功能：打开或者创建一个文件

格式：open('文件路径','打开模式')

返回值：文件io对象

要打开文件，可使用函数open，它位于自动导入的模块io中。函数open将文件名作为唯一必不可少的参数，并返回一个文件对象。如果当前目录中有一个名为somefile.txt的文本文件（可能是使用文本编辑器创建的），则可像下面这样打开它：
>>> f = open('somefile.txt') 
如果文件位于其他地方，可指定完整的路径。如果指定的文件不存在，将看到类似于下面的异常：
Traceback (most recent call last): 
 File "<stdin>", line 1, in <module> 
FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: 'somefile.txt'
如果要通过写入文本来创建文件，这种调用函数open的方式并不能满足需求。为解决这种问题，可使用函数open的第二个参数。

文件模式
调用函数open时，如果只指定文件名，将获得一个可读取的文件对象。如果要写入文件，必须通过指定模式来显式地指出这一点。函数open的参数mode的可能取值有多个，下表对此进行了总结。

 

                                                     函数open的参数mode的最常见取值
                                    值                                                                   描 述
                                     'r'               读取模式（默认值，文件不存在时会创建文件，如果文件已存在则会清空文件）
                                    'w'                        写入模式（文件不存在就报错，存在则准备读取文件）

                                     'x'                       独占写入模式（文件存在则报错，文件 不存在则新建文件）
                                     'a'                附加模式（append 文件不存在则新建，文件存在则在文件末尾追加内容）
                                     'b'                   二进制模式（与其他模式结合使用，binary 辅助模式不能单独使用）
                                      't'                                  文本模式（默认值，与其他模式结合使用）
                                     '+'                    读写模式（与其他模式结合使用，plus 也是辅助模式不能单独使用）

• r+ 打开一个文件用于读写。文件指针将会放在文件的开头。
• 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等。
• 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等。
• w+ 打开一个文件用于读写。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。
• wb 以二进制格式打开一个文件只用于写入。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。一般用于非文本文件如图片等。
• wb+ 以二进制格式打开一个文件用于读写。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。一般用于非文本文件如图片等。
• ab 以二进制格式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。也就是说，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。
• a+ 打开一个文件用于读写。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。文件打开时会是追加模式。如果该文件不存在，创建新文件用于读写。
• ab+ 以二进制格式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。如果该文件不存在，创建新文件用于读写。

 

 

显式地指定读取模式的效果与根本不指定模式相同。写入模式让你能够写入文件，并在文件不存在时创建它。独占写入模式更进一步，在文件已存在时引发FileExistsError异常。在写入模式下打开文件时，既有内容将被删除（截断），并从文件开头处开始写入；如果要在既有文件末尾继续写入，可使用附加模式。

'+'可与其他任何模式结合起来使用，表示既可读取也可写入。例如，要打开一个文本文件进行读写，可使用'r+'。（你可能还想结合使用seek）请注意，'r+'和'w+'之间有个重要差别：后者截断文件，而前者不会这样做。

默认模式为'rt'，这意味着将把文件视为经过编码的Unicode文本，因此将自动执行解码和编码，且默认使用UTF-8编码。要指定其他编码和Unicode错误处理策略，可使用关键字参数encoding和errors。这还将自动转换换行字符。默认情况下，行以'\n'结尾。读取时将自动替换其他行尾字符（'\r'或'\r\n'）；写入时将'\n'替换为系统的默认行尾字符（os.linesep）。

通常，Python使用通用换行模式。在这种模式下，后面将讨论的readlines等方法能够识别所有合法的换行符（'\n'、'\r'和'\r\n'）。如果要使用这种模式，同时禁止自动转换，可将关键字参数newline设置为空字符串，如open(name, newline='')。如果要指定只将'\r'或'\r\n'视为合法的行尾字符，可将参数newline设置为相应的行尾字符。这样，读取时不会对行尾字符进行转换，但写入时将把'\n'替换为指定的行尾字符。

 

b二进制模式下，不能指定编码，以二进制形式写入文件中，需要对字符串内容进行二进制转换，用bytes（‘内容’）转换。

如果文件包含非文本的二进制数据，如声音剪辑片段或图像，你肯定不希望执行上述自动转换。为此，只需使用二进制模式（如'rb'）来禁用与文本相关的功能。
还有几个更为高级的可选参数，用于控制缓冲以及更直接地处理文件描述符。

 

文件的基本方法
类似于文件的对象支持文件对象的一些方法，如支持read或write，或者两者都支持。urlopen返回的对象就是典型的类似于文件的对象，它们支持方法read和readline，但不支持方法write和isatty。

读取和写入

• read()

功能：读取文件

格式1： 文件io对象.read()

返回值：整个文件的字符

格式2： 文件io对象.read(字符长度)

返回值：指定长度的字符

• write()

功能：写入文件

格式：文件io对象.write(字符串)

返回值：写入字符串的长度

 

文件最重要的功能是提供和接收数据。如果有一个名为f的类似于文件的对象，可使用f.write来写入数据，还可使用f.read来读取数据。与Python的其他大多数功能一样，在哪些东西可用作数据方面，也存在一定的灵活性，但在文本和二进制模式下，基本上分别将str和bytes类用作数据。
每当调用f.write(string)时，你提供的字符串都将写入到文件中既有内容的后面。
>>> f = open('somefile.txt', 'w') 
>>> f.write('Hello, ') 
7 
>>> f.write('World!') 
6 
>>> f.close() 
请注意，使用完文件后，我调用了方法close。读取也一样简单，只需告诉流你要读取多少个字符（在二进制模式下是多少字节），如下例所示：
>>> f = open('somefile.txt', 'r') 
>>> f.read(4) 
'Hell' 
>>> f.read() 
'o, World!' 
首先，指定了要读取多少（4）个字符。接下来，读取了文件中余下的全部内容（不指定要读取多少个字符）。请注意，调用open时，原本可以不指定模式，因为其默认值就是'r'。

 

文件指针操作（随机存取）

• tell()

功能：查看当前指针的位置

格式：文件io对象.tell()

返回值：整数

• seek()

功能：调整指针的位置

格式1： 文件io对象.seek(N) 将指针直接调整到N的位置，从开头计算第N个位置

返回值：指针的位置

格式2： 文件io对象.seek(偏移位置，以下参考点方式)

返回值：指针的位置

参考点方式：

0 从文件的最开头计算偏移 （默认值，可以不写）

1 从文件上一次调整指针的位置开始计算偏移

2 从文件末尾开始计算偏移(光标指针的值需要填成负数，从末尾倒着读)

 

 

在这里，我将文件都视为流，只能按顺序从头到尾读取。实际上，可在文件中移动，只访问感兴趣的部分（称为随机存取）。为此，可使用文件对象的两个方法：seek 和 tell。
方法 seek(offset[, whence])将当前位置（执行读取或写入的位置）移到 offset 和whence 指定的地方。参数 offset 指定了字节（字符）数，而参数 whence 默认为 io.SEEK_SET（0），这意味着偏移量是相对于文件开头的（偏移量不能为负数）。参数 whence 还可设置为 io.SEEK_CUR（1）或 io.SEEK_END（2），其中前者表示相对于当前位置进行移动（偏移量可以为负），而后者表示相对于文件末尾进行移动。请看下面的示例：
>>> f = open(r'C:\text\somefile.txt', 'w') 
>>> f.write('01234567890123456789') 
20 
>>> f.seek(5) 

5 
>>> f.write('Hello, World!') 
13 
>>> f.close() 
>>> f = open(r'C:\text\somefile.txt') 
>>> f.read() 
'01234Hello, World!89'
方法 tell()返回当前位于文件的什么位置，如下例所示： 
>>> f = open(r'C:\text\somefile.txt') 
>>> f.read(3) 
'012' 
>>> f.read(2) 
'34' 
>>> f.tell() 
5 

 

读取和写入行

• readline()

功能：读取一行文件

格式1： 文件io对象.readline()

返回值：一行内容的字符串

格式2： 文件io对象.readline（字符长度）

返回值：一行内容的字符串

注意：字符长度<当前行内内容，则读取指定长度的字符串，并且下次再读取还是在这个一行中获取没有读取的内容。

 

字符长度>=当前行内容，直接读取当前行

 

• readlines()

功能：将文件中的内容读取到序列当中。

格式1： 文件io对象.readlines()

返回值：列表

格式2： 文件io对象.readlines(字符长度)

返回值：列表

注意：读取的行数由字符长度决定，如果字符长度读取了N行后，还有指定长度的字符没有读取，则直接读取下一行进来

• writelines()

功能：将序列写入文件中

格式：文件io对象.writelines(序列)

返回值：None

实际上，前面所做的都不太实用。与其逐个读取流中的字符，不如成行地读取。要读取一行（从当前位置到下一个分行符的文本），可使用方法readline。调用这个方法时，可不提供任何参数（在这种情况下，将读取一行并返回它）；也可提供一个非负整数，指定readline最多可读取多少个字符。因此，如果some_file. readline()返回的是'Hello, World!\n'，那么
some_file.readline(5)返回的将是'Hello'。要读取文件中的所有行，并以列表的方式返回它们，可使用方法readlines。
方法writelines与readlines相反：接受一个字符串列表（实际上，可以是任何序列或可迭代对象），并将这些字符串都写入到文件（或流）中。请注意，写入时不会添加换行符，因此你必须自行添加。另外，没有方法writeline，因为可以使用write。

 

 

关闭文件

• close()

功能：关闭文件

格式：文件io对象.close()

返回值：None

别忘了调用方法close将文件关闭。通常，程序退出时将自动关闭文件对象（也可能在退出程序前这样做），因此是否将读取的文件关闭并不那么重要。然而，关闭文件没有坏处，在有些操作系统和设置中，还可避免无意义地锁定文件以防修改。另外，这样做还可避免用完系统可能指定的文件打开配额。
对于写入过的文件，一定要将其关闭，因为Python可能缓冲你写入的数据（将数据暂时存储在某个地方，以提高效率）。因此如果程序因某种原因崩溃，数据可能根本不会写入到文件中。安全的做法是，使用完文件后就将其关闭。如果要重置缓冲，让所做的修改反映到磁盘文件中，但又不想关闭文件，可使用方法flush。然而，需要注意的是，根据使用的操作系统和设置，flush可能出于锁定考虑而禁止其他正在运行的程序访问这个文件。只要能够方便地关闭文件，就应将其关闭。

要确保文件得以关闭，可使用一条try/finally语句，并在finally子句中调用close。
# 在这里打开文件
try: 
     # 将数据写入到文件中
finally: 
     file.close()
实际上，有一条专门为此设计的语句，那就是with语句。
with open("somefile.txt") as somefile: 
      do_something(somefile) 
with语句让你能够打开文件并将其赋给一个变量（这里是somefile）。在语句体中，你将数据写入文件（还可能做其他事情）。到达该语句末尾时，将自动关闭文件，即便出现异常亦如此。

 

使用文件的基本方法
假设文件somefile.txt包含以下代码所示的文本，可对其执行哪些操作呢？

Welcome to this file 
There is nothing here except 
This stupid haiku 
我们来试试前面介绍过的方法，首先是read(n)。
>>> f = open(r'C:\text\somefile.txt') 
>>> f.read(7) 
'Welcome' 
>>> f.read(4) 
' to ' 
>>> f.close() 

接下来是read()：
>>> f = open(r'C:\text\somefile.txt') 
>>> print(f.read()) 
Welcome to this file 
There is nothing here except 
This stupid haiku 
>>> f.close()
下面是readline()：
>>> f = open(r'C:\text\somefile.txt') 
>>> for i in range(3): 
            print(str(i) + ': ' + f.readline(), end='') 
0: Welcome to this file 
1: There is nothing here except 
2: This stupid haiku 
>>> f.close() 
最后是readlines()：
>>> import pprint 
>>> pprint.pprint(open(r'C:\text\somefile.txt').readlines()) 
['Welcome to this file\n', 
'There is nothing here except\n', 
'This stupid haiku'] 
请注意，这里我利用了文件对象将被自动关闭这一事实。下面来尝试写入，首先是write(string)。
>>> f = open(r'C:\text\somefile.txt', 'w') 
>>> f.write('this\nis no\nhaiku') 
13 
>>> f.close() 
运行上述代码后，这个文件包含的文本如以下代码所示。

修改后的文本文件
this 
is no 
haiku 
最后是writelines(list)：
>>> f = open(r'C:\text\somefile.txt') 
>>> lines = f.readlines() 
>>> f.close() 
>>> lines[1] = "isn't a\n" 
>>> f = open(r'C:\text\somefile.txt', 'w') 
>>> f.writelines(lines) 
>>> f.close() 
运行这些代码后，这个文件包含的文本如以下代码所示。

再次修改后的文本文件
this 
isn't a 
haiku