Python基础之文件操作

提示：文章写完后，目录可以自动生成，如何生成可参考右边的帮助文档

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一、打开文件

使用open函数打开文件，位于自动导入的模块io中

		函数open参数mode常见取值
----------------------------------------------
值 						描 述	
-----------------------------------------------	
'r' 				读取模式（默认值）
'w' 				写入模式
'x' 				独占写入模式
'a' 				附加模式
'b' 				二进制模式（与其他模式结合使用）
'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）

• 显式地指定读取模式('r')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。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。
• 独占写入模式更进一步，在文件已存在时引发FileExistsError异常。
• '+'可与其他任何模式结合起来使用，表示既可读取也可写入。要打开一个文本文件进行读写，可使用’r+’。
• 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。

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二、文件的基本方法

2.1 读取和写入

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。

• 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）。
  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’。

2.2 使用管道重定向输出

$ cat somefile.txt | python somescript.py | sort

# somefile.txt 要有内容存在  则上述命令才可以执行
# 由于我的Linux系统没有配置python故在此无法展示

# somescript.py
import sys
text = sys.stdin.read()
words = text.split()
wordcount = len(words)
print('Wordcount:', wordcount)

• 展示 :

# somefile.txt 内容如下
Your mother was a hamster and your
father smelled of elderberries.

# 执行下面
cat somefile.txt | python somescript.py
结果如下：Wordcount: 11

2.3 随机存取

在文件中移动，只访问感兴趣的部分（称为随机存取)使用文件对象的两个方法：seek 和tell。

• 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（字符）数，
• 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 设置为io.SEEK_CUR（1），表示相对于当前位置进行移动（偏移量可以为负），
• 参数whence 设置为io.SEEK_END（2），表示相对于文件末尾进行移动。

>>> 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'

• tell()

返回当前位于文件的什么位置

>>> f = open(r'C:\text\somefile.txt')
>>> f.read(3)
'012'
>>> f.read(2)
'34'
>>> f.tell()
5

2.4 读取和写入行

1. 读取

• 读取一行—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。
如果some_file. readline()返回的是’Hello, World!\n’，那么some_file.readline(5)返回的将是’Hello’。

• 读取多行—readlines

读取文件中的所有行，以列表的方式返回。

2. 写入

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。

2.5 关闭文件

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。
及时关闭文件的好处：

• 可避免无意义地锁定文件以防修改
• 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）

• try/finally语句⭐

# 在这里打开文件
try:
	# 将数据写入到文件中
finally:
	file.close()

• with语句⭐⭐

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。

with open("somefile.txt") as somefile:
	do_something(somefile)

• 上下文管理器

上下文管理器是支持两个方法的对象：

• __enter__
  方法__enter__不接受任何参数，在进入with语句时被调用，其返回值被赋给关键字as后面的变量
• __exit__
  方法__exit__接受三个参数：异常类型、异常对象和异常跟踪。它在离开方法时被调用（通过前述参数将引发的异常提供给它）。如果__exit__返回False，将抑制所有的异常。

文件也可用作上下文管理器。它们的方法__enter__返回文件对象本身，而方法__exit__
关闭文件

2.6 使用文件的基本方法

• 文件somefile.txt内容：

Welcome to this file
There is nothing here except
This stupid haiku

1. 读取文件somefile.txt的方式

• 使用read(n)

>>> f = open(r'C:\text\somefile.txt')
>>> f.read(7)
'Welcome'
>>> f.read(4)
' to '
>>> f.close()

• 使用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()

• 使用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()

• 使用readlines()

# readlines()以列表形式返回
>>> 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

2. 写入文件somefile.txt的方式

• 使用write(string)

>>> f = open(r'C:\text\somefile.txt', 'w')
>>> f.write('this\nis no\nhaiku')
13
>>> f.close()

写入后的文件somefile.txt内容：
this
is no
haiku
注意，原内容删除，从新写入新内容----覆盖写
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；

• 使用是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)  # 一定要是列表形式
>>> f.close()

再次写入后的文件somefile.txt内容：
this
isn’t a
haiku

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三、迭代文件内容

本节展示基本的迭代操作方法，帮助大家熟悉不同的方法，理解程序。

本章节中filename = ‘./test.txt’

3.1 每次一个字符（或字节）

• 例如，你可能想遍历文件中的每个字符（在二进制模式下是每个字节）:

如果你每次读取多个字符（字节），可指定要读取的字符（字节）数

def process(string):
	print('Processing:', string)

# filename 你的对应文件名称
with open(filename) as f:
	char = f.read(1)
	while char:
		process(char)
		char = f.read(1)
'''
赋值语句char = f.read(1)出现了两次，而代码重复通常被视为坏事。（还记得懒惰是一种美德吗？）
为避免这种重复，我们修改代码如下
'''
with open('./test.txt') as f:
	while True:
		char = f.read(1)
		if not char: 
			break
		process(char)

3.2 每次一行

• 在while循环中使用readline

with open(filename) as f:
	while True:
		line = f.readline()
		if not line: 
			break
		process(line)

3.3 读取所有内容

如果文件不太大，可一次读取整个文件:

• 使用方法read并不提供任何参数（将整个
  文件读取到一个字符串中）
• 使用方法readlines（将文件读取到一个字符串列表中，其中每个字符串都是一行）

• read()

with open(filename) as f:
	for char in f.read():
		process(char)

• readlines()

with open(filename) as f:
	for line in f.readlines():
		process(line)

3.4 使用fileinput 实现延迟行迭代⭐

针对大型文件使用readlines将占用太多内存，可转而结合使用while循环和readline，但在Python文件中，在可能的情况下，应首选for循环，你可使用一种名为延迟行迭代的方法——说它延迟是因为它只读取实际需要的文本部分。

# 使用fileinput需要引入
import fileinput

请注意，模块fileinput会负责打开文件，你只需给它提供一个文件名即可。

import fileinput
for line in fileinput.input(filename):
	process(line)

3.5 文件迭代器⭐⭐

文件实际上是可迭代的，这意味着可在for循环中直接使用它们来迭代行

• 将文件对象赋给变量进行迭代

with open(filename) as f:
	for line in f:
		process(line)

在这些迭代示例中，我都将文件用作了上下文管理器，以确保文件得以关闭

• 不将文件对象赋给变量的情况下迭代文件

for line in open(filename):
	process(line)
'''	
在这里，我没有将打开的文件赋给变量（如其他示例中使用的变量f），因此没法显式地关闭它。
该示例中Python负责关闭文件
'''

• 使用sys.stdin进行迭代

import sys
for line in sys.stdin:
	process(line)

可对迭代器做的事情基本上都可对文件做：

• 使用list(open(filename))将其转换为字符串列表，其效果与使用readlines相同。

# ①②③写入文件的方法是第一见
>>> f = open('somefile.txt', 'w')
>>> print('First', 'line', file=f)①
>>> print('Second', 'line', file=f)②
>>> print('Third', 'and final', 'line', file=f)③
>>> f.close()
>>> lines = list(open('somefile.txt'))
>>> lines
['First line\n', 'Second line\n', 'Third and final line\n']
>>> first, second, third = open('somefile.txt')
>>> first
'First line\n'
>>> second
'Second line\n'
>>> third
'Third and final line\n'

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四、小结

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总结