Python文件(I/O)操作详解

本文介绍了Python I/O操作，包括文件读取，文件写入等操作。也是Python系列教程的最后一篇（共8篇）。

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系列文章

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【Python进阶】Python文件(I/O)操作详解

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Python内置函数官方文档

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1. 文件

1.1 打开文件

使用 open() 函数来打开一个文件

open(file, mode='r', buffering=-1, encoding_=None, 
	 errors=None, newline=None, closefd=True, opener=None)

主要参数说明：

• file：要打开的文件的名字（路径）；
• mode ：是一个可选参数，用于指定打开文件的模式。默认状态为 'r'，表示只读。
• 返回值：返回一个对象，这个对象就代表了当前打开的文件；

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注意：

1. 如果目标文件和当前文件在同一级目录下，则直接使用文件名即可；

file_name = 'demo.txt'
file_obj = open(file_name) 

2. 在windows系统使用路径时，可以使用 / 来代替 \，或者可以使用 \\ 来代替 \。因为 \ 在Python中是转义字符；
3. 也可以使用原始字符串；

file_name = 'hello\\demo.txt'
file_name = r'hello\demo.txt'
file_obj = open(file_name) 

4. 表示路径，可以使用 .. 来返回一级目录；

file_name = '../hello/demo.txt'
file_obj = open(file_name) 

5. 如果目标文件距离当前文件比较远，此时可以使用绝对路径。绝对路径应该从磁盘的根目录开始书写；

file_name = r'C:\demo.txt'
file_obj = open(file_name) 
print(file_obj)

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1.2 关闭文件

# 打开文件
file_name = 'demo.txt'
file_obj = open(file_name)

1. 读取文件
   当我们获取了文件对象以后，所有的对文件的操作都应该通过对象来进行。
   read() 方法，用来读取文件中的内容，它会将内容全部保存为一个字符串返回。

content = file_obj.read()

2. 关闭文件
   close() 方法关闭文件；

file_obj.close()

为避免文件打开，忘记关闭占用系统内存的情况，可以使用 with...as... 结构；
在with语句中可以直接使用file_obj来做文件操作
文件只能在 with 中使用，一旦with结束则文件会自动 close()

file_name = 'demo.txt'

try:
    with open(file_name) as file_obj :
    	# 此时这个文件只能在with中使用，一旦with结束则文件会自动close()
        print(file_obj.read())
except FileNotFoundError:
    print(f'{file_name} 文件不存在~~')

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1.3 文件的简单读取

1.3.1 基本用法

调用 open() 来打开一个文件，可以将文件分成两种类型：

• 纯文本文件（使用utf-8等编码编写的文本文件）；
• 二进制文件（图片、mp3、ppt等这些文件）；

open() 打开文件时，默认是以文本文件的形式打开的，但是 open() 默认的编码为 None ，所以处理文本文件时，必须要指定文件的编码。指定编码之后就可以读取中文文本文件了。

with open(file_name, encoding='utf-8') as file_obj:

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1.3.2 大文件读取

如果直接调用 read() 它会将文本文件的所有内容全部都读取出来。如果要读取的文件较大的话，会一次性将文件的内容加载到内存中，容易导致内存泄漏，所以对于较大的文件，不要直接调用 read()。

那么如何解决？查看一下帮助：

file_name = r'C:\demo.txt'
try:
    with open(file_name, encoding='utf-8') as file_obj:
        help(file_obj.read)

except FileNotFoundError:
    print(f'{file_name}文件不存在！')

输出：

Help on built-in function read:

read(size=-1, /) method of _io.TextIOWrapper instance
    Read at most n characters from stream.
    
    Read from underlying buffer until we have n characters or we hit EOF.
    If n is negative or omitted, read until EOF.

有输出信息可知：read() 可以接收一个 size 作为参数，该参数用来指定要读取的字符的数量，默认值为 -1，它会读取文件中的所有字符。我们可以为 size 指定一个值，这样 read() 会读取指定数量的字符，每一次读取都从上次读取到位置开始读取，如果字符的数量小于 size，则会读取剩余所有的；如果已经读取到了文件的最后了，则会返回“空串”。

注意：文本中的换行字符也会被计数！

file_name = r'D:\AliyunEDU\Part6-Python\03 函数 面向对象 异常处理\demo2.txt'
try:
    with open(file_name, encoding='utf-8') as file_obj:
        #help(file_obj.read)
        content = file_obj.read(-1)
        print(f'文本内容为:\n\n{content}\n') # f-字符串格式化
        print(f'文本长度为：{len(content)}')

except FileNotFoundError:
    print(f'{file_name}文件不存在！')

输出：

文本内容为:

锄禾日当午
汗滴禾下土
谁知盘中餐
粒粒皆辛苦

文本长度为：23
# 前三句各一个换行（回车）

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大文件读取：

# 读取大文件的方式
file_name = 'demo.txt'

try:
    with open(file_name, encoding='utf-8') as file_obj:
        # 定义一个变量，来保存文件的内容
        file_content = ''
        # 定义一个变量，来指定每次读取的大小
        chunk = 100
        # 创建一个循环来读取文件内容
        while True:
            # 读取chunk大小的内容
            content = file_obj.read(chunk)
			
			# 设置循环终止条件
            # 检查是否读取到了内容
            if not content: # content读取完毕会返回空字符串，空字符串为False，取反为True
                # 内容读取完毕，退出循环
                break

            # 查看读取内容
            file_content += content

except FileNotFoundError :
    print(f'{file_name} 这个文件不存在！')

print(file_content)

分块读取，提高大文件读取效率。

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1.3.3 readline()

readline() 方法可以用来读取一行内容；

with open(file_name , encoding='utf-8') as file_obj:
    # 读取一行内容
    print(file_obj.readline(), end='')

readlines() 方法用于一行一行的读取内容，它会一次性将读取到的内容封装到一个列表中返回；

import pprint
import os
file_name = 'demo.txt'

with open(file_name , encoding='utf-8') as file_obj:
    # readline()方法可以用来读取一行内容
    # print(file_obj.readline())
    # print(file_obj.readline(),end='')
    
    # readlines()方法用于一行一行的读取内容
    # r = file_obj.readlines()
    # pprint.pprint(r[0])

    for t in file_obj:
        print(t)

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1.4 文件写入

open() 打开文件时必须要指定打开文件所要做的操作（读、写、追加）；如果不指定操作类型，则默认是读取文件， 而读取文件时是不能向文件中写入的。
读取模式说明：

• t：表示读取文本文件；
• b：表示读取二进制文件；

open() 文件读取参数说明如下：

• r：表示只读的；rt 功能一样；
• rb：读取二进制文件；
• w ：表示是可写的，使用 w 来写入文件时，如果文件不存在会创建文件，如果文件存在则会截断文件，截断文件指删除原来文件中的所有内容；wt 功能一样；
• a ：表示追加内容，如果文件不存在会创建文件，如果文件存在则会向文件中追加内容；
• x ：用来新建文件，如果文件不存在则创建，存在则报错；
• + ：为操作符增加功能；
• r+ ：即可读又可写，文件不存在会报错；'r+b'打开文件而不会被截断；
• w+：
• a+：

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write() 方法向文件中写入内容，如果操作的是一个文本文件的话，则 write() 需要传递一个字符串作为参数，该方法会可以分多次向文件中写入内容，写入完成以后，该方法会返回写入的字符的个数。

file_name = 'demo.txt'
# with open(file_name , 'w' , encoding='utf-8') as file_obj:
# with open(file_name , 'r+' , encoding='utf-8') as file_obj:
with open(file_name , 'x' , encoding='utf-8') as file_obj:
    file_obj.write('aaa\n')
    file_obj.write('bbb\n')
    file_obj.write('ccc\n')
    r = file_obj.write(str(123)+'123123\n')
    r = file_obj.write('今天天气真不错')
    print(r)

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• 读取文本文件时，size是以字符为单位的；
• 读取二进制文件时，size是以字节为单位；

file_name = '敢问路在何方.flac'

with open(file_name , 'rb') as file_obj:
    # print(file_obj.read(100))

    # 将读取到的内容写出来
    # 定义一个新的文件
    new_name = 'aa.flac'

    with open(new_name , 'wb') as new_obj:

        # 定义每次读取的大小
        chunk = 1024 * 100

        while True :
            # 从已有的对象中读取数据
            content = file_obj.read(chunk)

            # 内容读取完毕，终止循环
            if not content :
                break

            # 将读取到的数据写入到新对象中
            new_obj.write(content)

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1.5 seek()和tell()

seek() 可以修改当前读取的位置；此时如果再用read()方法，会从修改的位置之后继续读取；
seek()需要两个参数

• 第一个 是要切换到的位置
• 第二个 计算位置方式
  可选值：
  1）0 ：从头计算，默认值；
  2）1 ：从当前位置计算；file_obj.seek(70,1)；
  3）2 ：从最后位置开始计算；file_obj.seek(-10,2)，读取文件最后10个数据；

tell()方法用来查看当前读取的位置；

print('当前读取到了 -->',file_obj.tell())

完整示例：

with open('demo2.txt','rt' , encoding='utf-8') as file_obj:
    # print(file_obj.read(100))
    # print(file_obj.read(30))

    # seek() 可以修改当前读取的位置
    file_obj.seek(9)
    print(file_obj.read())

    # tell() 方法用来查看当前读取的位置
    print('当前读取到了 -->',file_obj.tell())

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1.6 其他文件操作

1. os.listdir() 获取指定目录的目录结构，需要一个路径作为参数，会获取到该路径下的目录结构，默认路径为 . 当前目录，该方法会返回一个列表，目录中的每一个文件（夹）的名字都是列表中的一个元素。

• os.listdir() 和 os.listdir('.') 功能是一样的；
• os.listdir('..') 返回当前文件目录上一级三维文件目录下的文件；

2. os.chdir() 切换当前所在的目录，作用相当于 cd（os.chdir('c:/')）；
3. 创建目录：os.mkdir("a") ，在当前目录下创建一个名字为 aaa 的目录；
4. 删除目录：os.rmdir('abc')；
5. 删除文件：os.remove('aa.txt')；
6. os.rename('旧名字','新名字') 可以对一个文件进行重命名，也可以用来移动一个文件：
   1）os.rename('aa.txt','bb.txt')；实现文件重命名；
   2）os.rename('bb.txt','c:/users/34123/desktop/bb.txt')；蒋文佳移动到桌面；

此处只列出了一些常用的文件操作，如果在开发过程中有其他的需求，可以查阅官方文档。

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参考：https://edu.aliyun.com/course/1782

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