Python基础: 文件

从文件中地区数据

要使用文本文件中的信息，首先需要将信息读取到内存中。为此，你可以一次性读取文件的全部内容，也可以以每次一行的方式逐步读取。

读取整个文件

要读取文件，需要一个包含几行文本的文件。下面首先来创建一个文件，它包含精确到小数点后30位的圆周率值，且在小数点后每10位处都换行：
pi_digits.txt

3.1415926535
 8979323846
 2643383279

下面的程序打开并读取这个文件，再将其内容显示到屏幕上：
file_reader.py

with open('pi_digits.txt') as file_object:
    contents = file_object.read()
    print(contents)

在这个程序中，第1行代码做了大量的工作。我们先来看看函数open() 。要以任何方式使用文件——哪怕仅仅是打印其内容，都得先打开打 文件，这样才能访问它。函数open() 接受一个参数：要打开的文件的名称。Python在当前执行的文件所在的目录中查找指定的文件。在这个示例中，当前运行的是file_reader.py，因此Python在file_reader.py所在的目录中 查找pi_digits.txt。函数open() 返回一个表示文件的对象。在这里，open(‘pi_digits.txt’) 返回一个表示文件pi_digits.txt 的对象；Python将这个对象存储在我们将 在后面使用的变量中。

关键字with 在不再需要访问文件后将其关闭。在这个程序中，注意到我们调用了open() ，但没有调用close() ；你也可以调用open() 和close() 来打开和关闭文件，但 这样做时，如果程序存在bug，导致close() 语句未执行，文件将不会关闭。这看似微不足道，但未妥善地关闭文件可能会导致数据丢失或受损。如果在程序中过早地调 用close() ，你会发现需要使用文件时它已关闭（无法访问），这会导致更多的错误。并非在任何情况下都能轻松确定关闭文件的恰当时机，但通过使用前面所示的结构，可让Python去确定：你只管打开文件，并在需要时使用它，Python自会在合适的时候自动将其关闭。

有了表示pi_digits.txt的文件对象后，我们使用方法read() （前述程序的第2行）读取这个文件的全部内容，并将其作为一个长长的字符串存储在变量contents 中。这样，通过 打印contents 的值，就可将这个文本文件的全部内容显示出来

相比于原始文件，该输出唯一不同的地方是末尾多了一个空行。为何会多出这个空行呢？因为read() 到达文件末尾时返回一个空字符串，而将这个空字符串显示出来时就是一 个空行。要删除多出来的空行，可在print 语句中使用rstrip() ：

with open('pi_digits.txt') as file_object:
    contents = file_object.read()
    print(contents.rstrip())

Python方法rstrip() 删除字符串末尾的空白。现在，输出与原始文件的内容完全相同.

文件路径

当你将类似pi_digits.txt这样的简单文件名传递给函数open() 时，Python将在当前执行的文件（即.py程序文件）所在的目录中查找文件。

根据你组织文件的方式，有时可能要打开不在程序文件所属目录中的文件。例如，你可能将程序文件存储在了文件夹python_work中，而在文件夹python_work中，有一个名为 text_files的文件夹，用于存储程序文件操作的文本文件。虽然文件夹text_files包含在文件夹python_work中，但仅向open() 传递位于该文件夹中的文件的名称也不可行，因为Python 只在文件夹python_work中查找，而不会在其子文件夹text_files中查找。要让Python打开不与程序文件位于同一个目录中的文件，需要提供文件路径 文 ，它让Python到系统的特定位置 去查找。

由于文件夹text_files位于文件夹python_work中，因此可使用相对文件路 相 径来打开该文件夹中的文件。相对文件路径让Python到指定的位置去查找，而该位置是相对于当前运行的程 序所在目录的。在Linux和OSX中，你可以这样编写代码：
with open('text_files/filename.txt') as file_object:
这行代码让Python到文件夹python_work下的文件夹text_files中去查找指定的.txt文件。在Windows系统中，在文件路径中使用反斜杠（\ ）而不是斜杠（/ ）：
with open('text_files\filename.txt') as file_object:

你还可以将文件在计算机中的准确位置告诉Python，这样就不用关心当前运行的程序存储在什么地方了。这称为绝对文件路径 。在相对路径行不通时，可使用绝对路径。例如， 如果text_files并不在文件夹python_work中，而在文件夹other_files中，则向open() 传递路径’text_files/ filename.txt’ 行不通，因为Python只在文件夹python_work中查找 该位置。为明确地指出你希望Python到哪里去查找，你需要提供完整的路径。

绝对路径通常比相对路径更长，因此将其存储在一个变量中，再将该变量传递给open() 会有所帮助。在Linux和OS X中，绝对路径类似于下面这样：

file_path = '/home/ehmatthes/other_files/text_files/filename.txt' with open(file_path) as file_object:

而在Windows系统中，它们类似于下面这样：

file_path = 'C:\Users\ehmatthes\other_files\text_files\filename.txt' with open(file_path) as file_object:

通过使用绝对路径，可读取系统任何地方的文件。就目前而言，最简单的做法是，要么将数据文件存储在程序文件所在的目录，要么将其存储在程序文件所在目录下的一个文件 夹（如text_files）中。

逐行读取

要以每次一行的方式检查文件，可对文件对象使用for 循环：

file_name = 'pi_digits.txt'
with open(file_name) as file_object:
    for line in file_object:
        print(line)

我们打印每一行时，发现空白行更多了：

为何会出现这些空白行呢？因为在这个文件中，每行的末尾都有一个看不见的换行符，而print 语句也会加上一个换行符，因此每行末尾都有两个换行符：一个来自文件，另一 个来自print 语句。要消除这些多余的空白行，可在print 语句中使用rstrip() ：

file_name = 'pi_digits.txt'
with open(file_name) as file_object:
    for line in file_object:
        print(line.rstrip())

创建一个包含文件各行内容的列表

使用关键字with 时，open() 返回的文件对象只在with 代码块内可用。如果要在with 代码块外访问文件的内容，可在with 代码块内将文件的各行存储在一个列表中，并 在with 代码块外使用该列表：你可以立即处理文件的各个部分，也可推迟到程序后面再处理。

下面的示例在with 代码块中将文件pi_digits.txt的各行存储在一个列表中，再在with 代码块外打印它们：

file_name = 'pi_digits.txt'
with open(file_name) as file_object:
    lines = file_object.readlines()

for line in lines:
    print(line.rstrip())

使用文件的内容

将文件读取到内存中后，就可以以任何方式使用这些数据了。下面以简单的方式使用圆周率的值。首先，我们将创建一个字符串，它包含文件中存储的所有数字，且没有任何空格：

file_name = 'pi_digits.txt'
with open(file_name) as file_object:
    lines = file_object.readlines()

pi_string = ""
for line in lines:
    pi_string += line.rstrip()

print(pi_string)
print(len(pi_string))

在变量pi_string 存储的字符串中，包含原来位于每行左边的空格，为删除这些空格，可使用strip() 而不是rstrip() ：

file_name = 'pi_digits.txt'
with open(file_name) as file_object:
    lines = file_object.readlines()

pi_string = ""
for line in lines:
    pi_string += line.strip()

print(pi_string)
print(len(pi_string))

注意:读取文本文件时，Python将其中的所有文本都解读为字符串。如果你读取的是数字，并要将其作为数值使用，就必须使用函数int() 将其转换为整数，或使用 函数float() 将其转换为浮点数。

写入文件

保存数据的最简单的方式之一是将其写入到文件中。通过将输出写入文件，即便关闭包含程序输出的终端窗口，这些输出也依然存在：你可以在程序结束运行后查看这些输出， 可与别人分享输出文件，还可编写程序来将这些输出读取到内存中并进行处理。

写入空文件

file_name = 'programming.txt'

with open(file_name, 'w') as file_object:
    file_object.write('I love programming.')

在这个示例中，调用open() 时提供了两个实参。第一个实参也是要打开的文件的名称；第二个实参（‘w’ ）告诉Python，我们要以写入模式 写 打开这个文件。打开文件 时，可指定读取模式 读 （‘r’ ）、写入模式 写 （‘w’ ）、附加模式 （‘a’ ）或让你能够读取和写入文件的模式（‘r+’ ）。如果你省略了模式实参，Python将以默认的只读模式打开文件。

相比于你的计算机中的其他文件，这个文件没有什么不同。你可以打开它、在其中输入新文本、复制其内容、将内容粘贴到其中等。

注意: Python只能将字符串写入文本文件。要将数值数据存储到文本文件中，必须先使用函数str() 将其转换为字符串格式。

写入多行

函数write() 不会在你写入的文本末尾添加换行符，因此如果你写入多行时没有指定换行符，文件看起来可能不是你希望的那样：

file_name = 'programming.txt'

with open(file_name, 'w') as file_object:
    file_object.write('I love programming.')
    file_object.write("I love creating new games.")

如果你打开programming.txt，将发现两行内容挤在一起：

要让每个字符串都单独占一行，需要在write() 语句中包含换行符:

file_name = 'programming.txt'

with open(file_name, 'w') as file_object:
    file_object.write('I love programming.\n')
    file_object.write("I love creating new games.\n")

现在，输出出现在不同行中：

像显示到终端的输出一样，还可以使用空格、制表符和空行来设置这些输出的格式。

附加到文件

如果你要给文件添加内容，而不是覆盖原有的内容，可以附加模式 附 打开文件。你以附加模式打开文件时，Python不会在返回文件对象前清空文件，而你写入到文件的行都将添加 到文件末尾。如果指定的文件不存在，Python将为你创建一个空文件。

下面来修改write_message.py，在既有文件programming.txt中再添加一些你酷爱编程的原因：

file_name = 'programming.txt'

with open(file_name, 'a') as file_object:
    file_object.write("I also love finding meaning in large datasets.\n")
    file_object.write("I love creating apps that can run in a browser.\n")

最终的结果是，文件原来的内容还在，它们后面是我们刚添加的内容。