Python入门（二十三）文件（二）

1.文件读取

1.1 逐行读取

读取文件时，常常需要检查其中的每一行：可能要在文件中查找特定的信息，或者要以某种方式修改文件中的文本。例如，你可能要遍历一个包含天气数据的文件，并使用天气描述中包含sunny字样的行。在新闻报道中，你可能会查找包含标签的行，并按特定的格式设置它。

要以每次一行的方式检查文件，可对文件对象使用for循环：

❶ filename = 'pi_digits.txt'

❷ with open(filename) as file_object:
❸     for line in file_object:
          print(line)

在❶处，将要读取的文件的名称赋给变量filename。这是使用文件时的一种常见做法。变量filename表示的并非实际文件——它只是一个让Python知道到哪里去查找文件的字符串，因此可以轻松地将’pi_digits.txt’替换为要使用的另一个文件的名称。调用open()后，将一个表示文件及其内容的对象赋给了变量file_object（见❷）。这里也使用了关键字with，让Python负责妥善地打开和关闭文件。为查看文件的内容，通过对文件对象执行循环来遍历文件中的每一行（见❸）。

打印每一行时，发现空白行更多了：

3.1415926535

  8979323846

  2643383279

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，而函数调用print()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，另一个来自函数调用print()。要消除这些多余的空白行，可在函数调用print()中使用rstrip()：

filename = 'pi_digits.txt'

with open(filename) as file_object:
    for line in file_object:
        print(line.rstrip())

现在，输出又与文件内容完全相同了：

3.1415926535
  8979323846
  2643383279

1.2 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：可以立即处理文件的各个部分，也可以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：

  filename = 'pi_digits.txt'

  with open(filename) as file_object:
❶     lines = file_object.readlines()

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

❶处的方法readlines()从文件中读取每一行，并将其存储在一个列表中。接下来，该列表被赋给变量lines。在with代码块外，依然可使用这个变量。在❷处，使用一个简单的for循环来打印lines中的各行。因为列表lines的每个元素都对应于文件中的一行，所以输出与文件内容完全一致。

1.3 使用文件的内容

将文件读取到内存中后，就能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，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：

filename = 'pi_digits.txt'

  with open(filename) as file_object:
      lines = file_object.readlines()

❶ pi_string = ''
❷ for line in lines:
      pi_string += line.rstrip()

❸ print(pi_string)
  print(len(pi_string))

像前一个示例一样，首先打开文件，并将其中所有的行都存储在一个列表中。在❶处，创建了一个变量pi_string，用于指向圆周率的值。接下来，使用一个循环将各行加入pi_string，并删除每行末尾的换行符（见❷）。在❸处，打印这个字符串及其长度：

3.1415926535  8979323846  2643383279
36

变量pi_string指向的字符串包含原来位于每行左边的空格，为删除这些空格，可使用strip()而非rstrip()：

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

print(pi_string)
print(len(pi_string))

这样就获得了一个字符串，其中包含准确到30位小数的圆周率值。这个字符串长32字符，因为它还包含整数部分的3和小数点：

3.141592653589793238462643383279
32

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。如果读取的是数，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。

2.写入文件

保存数据的最简单的方式之一是将其写入文件中。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：可以在程序结束运行后查看这些输出，可以与别人分享输出文件，还可以编写程序来将这些输出读取到内存中并进行处理。

2.1 写入空文件

要将文本写入文件，你在调用open()时需要提供另一个实参，告诉Python你要写入打开的文件。为明白其中的工作原理，我们来将一条简单的消息存储到文件中，而不是将其打印到屏幕上：

  filename = 'programming.txt'
❶ with open(filename, 'w') as file_object:
❷     file_object.write("I love programming.")

在本例中，调用open()时提供了两个实参（见❶）。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，要以写入模式打开这个文件。打开文件时，可指定读取模式（‘r’）、写入模式（‘w’）、附加模式（‘a’）或读写模式（‘r+’）。如果省略了模式实参，Python将以默认的只读模式打开文件。

如果要写入的文件不存在，函数open()将自动创建它。然而，以写入模式（‘w’）打开文件时千万要小心，因为如果指定的文件已经存在，Python将在返回文件对象前清空该文件的内容。

在❷处，使用文件对象的方法write()将一个字符串写入文件。这个程序没有终端输出，但如果打开文件programming.txt，将看到其中包含如下一行内容：

I love programming.

相比于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。

2.2 写入多行

函数write()不会在写入的文本末尾添加换行符，因此如果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：

filename = 'programming.txt'

with open(filename, '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：

I love programming.I love creating new games.

要让每个字符串都单独占一行，需要在方法调用write()中包含换行符：

filename = 'programming.txt'

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

现在，输出出现在不同的行中：

I love programming.
I love creating new games.

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。

2.3 附加到文件

如果要给文件添加内容，而不是覆盖原有的内容，可以以附加模式打开文件。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的内容，而是将写入文件的行添加到文件末尾。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：

  filename = 'programming.txt'

❶ with open(filename, 'a') as file_object:
❷     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")

在❶处，打开文件时指定了实参’a’，以便将内容附加到文件末尾，而不是覆盖文件原来的内容。在❷处，又写入了两行，它们被添加到文件programming.txt末尾：

I love programming.
I love creating new games.
I also love finding meaning in large datasets.
I love creating apps that can run in a browser.

最终的结果是，文件原来的内容还在，后面则是刚添加的内容。