python 文件输入输出

一、输入输出

1. 输出格式美化

Python两种输出值的方式: 表达式语句和 print() 函数。
第三种方式是使用文件对象的 write() 方法，标准输出文件可以用 sys.stdout 引用。
如果你希望输出的形式更加多样，可以使用 str.format() 函数来格式化输出值。
如果你希望将输出的值转成字符串，可以使用 repr() 或 str() 函数来实现。
    str()： 函数返回一个用户易读的表达形式。
    repr()： 产生一个解释器易读的表达形式。

2. 旧式字符串格式化

% 操作符也可以实现字符串格式化。 它将左边的参数作为类似 sprintf() 式的格式化字符串, 而将右边的代入, 然后返回格式化后的字符串.
注意：因为 str.format() 是比较新的函数， 大多数的 Python 代码仍然使用 % 操作符。但是因为这种旧式的格式化最终会从该语言中移除, 应该更多的使用 str.format().

3. 读取键盘输入

Python 提供了 input() 内置函数从标准输入读入一行文本，默认的标准输入是键盘。

4. 读和写文件

open() 将会返回一个 file 对象，基本语法格式如下:
    open(filename, mode)
    filename：包含了你要访问的文件名称的字符串值。
    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)。
不同模式打开文件的完全列表：
    模式	描述
    r	以只读方式打开文件。文件的指针将会放在文件的开头。这是默认模式。
    rb	以二进制格式打开一个文件用于只读。文件指针将会放在文件的开头。
    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。
    w	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。
    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。
    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。
    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。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。
    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。

5. 文件对象的方法

本节中剩下的例子假设已经创建了一个称为 f 的文件对象。
     f.read()
为了读取一个文件的内容，调用 f.read(size), 这将读取一定数目的数据, 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。 当 size 被忽略了或者为负, 那么该文件的所有内容都将被读取并且返回。
f.readline()
    f.readline() 会从文件中读取单独的一行。换行符为 '\n'。f.readline() 如果返回一个空字符串, 说明已经已经读取到最后一行。
f.readlines()
    f.readlines() 将返回该文件中包含的所有行。
    如果设置可选参数 sizehint, 则读取指定长度的字节, 并且将这些字节按行分割。
另一种方式是迭代一个文件对象然后读取每行:
f.write()
    f.write(string) 将 string 写入到文件中, 然后返回写入的字符数。
f.tell()
    f.tell() 用于返回文件当前的读/写位置（即文件指针的位置）。文件指针表示从文件开头开始的字节数偏移量。f.tell() 返回一个整数，表示文件指针的当前位置。
f.seek()
    如果要改变文件指针当前的位置, 可以使用 f.seek(offset, from_what) 函数。
    f.seek(offset, whence) 用于移动文件指针到指定位置。
    offset 表示相对于 whence 参数的偏移量，from_what 的值, 如果是 0 表示开头, 如果是 1 表示当前位置, 2 表示文件的结尾，例如：
        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
    f.close()
        在文本文件中 (那些打开文件的模式下没有 b 的), 只会相对于文件起始位置进行定位。
        当你处理完一个文件后, 调用 f.close() 来关闭文件并释放系统的资源，如果尝试再调用该文件，则会抛出异常。
with:
    当处理一个文件对象时, 使用 with 关键字是非常好的方式。在结束后, 它会帮你正确的关闭文件。 而且写起来也比 try - finally 语句块要简短:
        with open('/tmp/foo.txt', 'r') as f:
             read_data = f.read()
        f.closed
    True
        文件对象还有其他方法, 如 isatty() 和 trucate(), 但这些通常比较少用。

6. pickle 模块

python的pickle模块实现了基本的数据序列和反序列化。
通过pickle模块的序列化操作我们能够将程序中运行的对象信息保存到文件中去，永久存储。
通过pickle模块的反序列化操作，我们能够从文件中创建上一次程序保存的对象。
基本接口：
    pickle.dump(obj, file, [,protocol])
有了 pickle 这个对象, 就能对 file 以读取的形式打开:
    x = pickle.load(file)
注解：从 file 中读取一个字符串，并将它重构为原来的python对象。
file: 类文件对象，有read()和readline()接口。

二、文件操作

1. File(文件) 方法

open() 方法
Python open() 方法用于打开一个文件，并返回文件对象。
在对文件进行处理过程都需要使用到这个函数，如果该文件无法被打开，会抛出 OSError。
注意：使用 open() 方法一定要保证关闭文件对象，即调用 close() 方法。
open() 函数常用形式是接收两个参数：文件名(file)和模式(mode)。
    open(file, mode='r')
完整的语法格式为：
     open(file, mode='r', buffering=-1, encoding=None, errors=None, newline=None, closefd=True, opener=None)
参数说明:
    file: 必需，文件路径（相对或者绝对路径）。
    mode: 可选，文件打开模式
    buffering: 设置缓冲
    encoding: 一般使用utf8
    errors: 报错级别
    newline: 区分换行符
    closefd: 传入的file参数类型
    opener: 设置自定义开启器，开启器的返回值必须是一个打开的文件描述符。

2. mode 参数有：

模式	描述
t	文本模式 (默认)。
x	写模式，新建一个文件，如果该文件已存在则会报错。
b	二进制模式。
+	打开一个文件进行更新(可读可写)。
U	通用换行模式（Python 3 不支持）。
r	以只读方式打开文件。文件的指针将会放在文件的开头。这是默认模式。
rb	以二进制格式打开一个文件用于只读。文件指针将会放在文件的开头。这是默认模式。一般用于非文本文件如图片等。
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。
w	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。
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。
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。
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。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。
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。
默认为文本模式，如果要以二进制模式打开，加上 b 。

3. file 对象

file 对象使用 open 函数来创建，下表列出了 file 对象常用的函数：
序号	方法及描述
file.close()    关闭文件。关闭后文件不能再进行读写操作。
file.flush()    刷新文件内部缓冲，直接把内部缓冲区的数据立刻写入文件, 而不是被动的等待输出缓冲区写入。
file.fileno()   返回一个整型的文件描述符(file descriptor FD 整型), 可以用在如os模块的read方法等一些底层操作上。
file.isatty()   如果文件连接到一个终端设备返回 True，否则返回 False。
file.next() Python 3 中的 File 对象不支持 next() 方法。返回文件下一行。
file.read([size])   从文件读取指定的字节数，如果未给定或为负则读取所有。
file.readline([size])   读取整行，包括 "\n" 字符。
file.readlines([sizeint])   读取所有行并返回列表，若给定sizeint>0，返回总和大约为sizeint字节的行, 实际读取值可能比 sizeint 较大, 因为需要填充缓冲区。
file.seek(offset[, whence]) 移动文件读取指针到指定位置
file.tell() 返回文件当前位置。
file.truncate([size])   从文件的首行首字符开始截断，截断文件为 size 个字符，无 size 表示从当前位置截断；截断之后后面的所有字符被删除，其中 windows 系统下的换行代表2个字符大小。
file.write(str) 将字符串写入文件，返回的是写入的字符长度。
file.writelines(sequence)   向文件写入一个序列字符串列表，如果需要换行则要自己加入每行的换行符。

三、 OS 文件操作

1. OS 文件/目录方法

os 模块提供了非常丰富的方法用来处理文件和目录

序号	方法及描述

os.access(path, mode)检验权限模式
os.chdir(path)  改变当前工作目录
os.chflags(path, flags) 设置路径的标记为数字标记。
os.chmod(path, mode)    更改权限
os.chown(path, uid, gid)    更改文件所有者
os.chroot(path) 改变当前进程的根目录
os.close(fd)    关闭文件描述符 fd
os.closerange(fd_low, fd_high)  关闭所有文件描述符，从 fd_low (包含) 到 fd_high (不包含), 错误会忽略
os.dup(fd)  复制文件描述符 fd
os.dup2(fd, fd2)    将一个文件描述符 fd 复制到另一个 fd2
os.fchdir(fd)   通过文件描述符改变当前工作目录
os.fchmod(fd, mode) 改变一个文件的访问权限，该文件由参数fd指定，参数mode是Unix下的文件访问权限。
os.fchown(fd, uid, gid) 修改一个文件的所有权，这个函数修改一个文件的用户ID和用户组ID，该文件由文件描述符fd指定。
os.fdatasync(fd)   强制将文件写入磁盘，