Python文件读写

读写文件是最常见的IO操作。Python内置了读写文件的函数，用法和C是兼容的。
读写文件前，我们先必须了解一下，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）。

1 读文件

要以读文件的模式打开一个文件对象，使用Python内置的open()函数，传入文件名和标示符

# E:\study2019\pythonworkspace\read.txt
# 因为read.txt和当前文件是在在同一路径下，所以可以直接读，或者写上全路径
f = open("read.txt","r")        # 第一个参数是要打开的文件，第二个参数是以什么方式打开，r代表只读
print(f.read())
# 文件打开成功，接下来，调用read()方法可以一次读取文件的全部内容，Python把内容读到内存，用一个str对象表示

f = open("E:/study2019/pythonworkspace/read.txt","r")
print(f.read())
                                    # 这里需要转译
f = open("E:\study2019\pythonworkspace\\read.txt","r")
print(f.read())

# 结果
hello world
hello kitty

标示符’r’表示读，这样，我们就成功地打开了一个文件。
如果文件不存在，open()函数就会抛出一个IOError的错误

最后一步是调用close()方法关闭文件。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

# 文件会占用资源，会读取到内存中，不关闭会浪费资源
f.close()

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

# 预警机制
try:
    f = open("read.txt","r")
    print(f.read())
# 如果打不开就正常关闭
finally:
    if f:
        f.close()

但是每次都这么写实在太繁琐，所以，Python引入了with语句来自动帮我们调用close()方法：

with open("read.txt","r") as f:
    print(f.read())

这和前面的try … finally是一样的，但是代码更佳简洁，并且不必调用f.close()方法。

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

# 读取一行
with open("read.txt","r") as f:
    print(f.readline())

2 二进制文件

前面讲的默认都是读取文本文件，并且是UTF-8编码的文本文件。要读取二进制文件，比如图片、视频等等，用’rb’模式打开文件即可

# 读取二进制文件的标识符
with open("pic.png","rb") as f:
    print(f.read())

3 字符编码

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

# 读取utf-8文件
with open("a.txt","r",encoding="utf-8") as f:
    print(f.read())

# 读取GBK文件
with open("b.txt","r",encoding="GBK") as f:
    print(f.read())

遇到有些编码不规范的文件，你可能会遇到UnicodeDecodeError，因为在文本文件中可能夹杂了一些非法编码的字符。遇到这种情况，open()函数还接收一个errors参数，表示如果遇到编码错误后如何处理。最简单的方式是直接忽略

# 有问题也输出
with open("list.py","r",errors="ignore") as f:
    print(f.read())

# 用utf-8读取
with open("list.py","r",encoding="utf-8",errors="ignore") as f:
    print(f.read())

4 写文件

写文件和读文件是一样的，唯一区别是调用open()函数时，传入标识符’w’或者’wb’表示写文本文件或写二进制文件

# 如果没有这个文件，会自动创建
# 如果是个空文件，会直接写入
# 如果文件中本身有内容，会直接覆盖
with open("write.py","w",encoding="utf-8") as f:
    f.write("我是老王")

可以反复调用write()来写入文件，但是务必要调用f.close()来关闭文件。当我们写文件时，操作系统往往不会立刻把数据写入磁盘，而是放到内存缓存起来，空闲的时候再慢慢写入。只有调用close()方法时，操作系统才保证把没有写入的数据全部写入磁盘。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。所以，还是用with语句来得保险

# 检验
try:
    f = open("write.py","r")
    print(f.read())

finally:
    if f:
        f.close()
# 鎴戞槸鑰佺帇
        
try:
    f = open("write.py","r",encoding="utf-8")
    print(f.read())

finally:
    if f:
        f.close()
# 我是老王

要写入特定编码的文本文件，请给open()函数传入encoding参数，将字符串自动转换成指定编码

5 常用读写模式

• r 打开只读文件，该文件必须存在。
• r+ 打开可读写的文件，该文件必须存在。
• w 打开只写文件，若文件存在则文件长度清为0，即该文件内容会消失。若文件不存在则建立该文件。
• w+ 打开可读写文件，若文件存在则文件长度清为零，即该文件内容会消失。若文件不存在则建立该文件。
• a 以附加的方式打开只写文件。若文件不存在，则会建立该文件，如果文件存在，写入的数据会被加到文件尾，即文件原先的内容会被保留。
• a+ 以附加方式打开可读写的文件。若文件不存在，则会建立该文件，如果文件存在，写入的数据会被加到文件尾后，即文件原先的内容会被保留。
• 上述的形态字符串都可以再加一个b字符，如rb、w+b或ab＋等组合，加入b 字符用来告诉函数库打开的文件为二进制文件，而非纯文字文件。不过在POSIX系统，包含Linux都会忽略该字符。