【Python基础021】Python中的何如实现文件的读写

        Python中文件的读写在程序运行过程中是一个非常重要的操作，我们通常会将一些大量的临时数据暂时存放到一个临时文件，这就需要用到文件的读取与写入功能。话不多说，我们直接上才艺。

1、文本文件和二进制文件

        讲文件读写前，先说说文件中的数据组织形式，具体可以把文件分成文本文件和二进制文件两大类。

        （1）文本文件

        文本文件一般存储普通“字符”文本，在python中默认为unicode字符集（两个字节表示一个字符，最多可以表示65536个），可以使用记事本程序打开。

        （2）二进制文件

        二进制文件把数据内容用“字节”进行存储，无法用记事本打开。可以用Notepad++软件打开。

2、文件操作相关模块

        文件操作相关模块

模块名称	说明
io	文件流的输入和输出操作input output
os	基本操作系统功能，包括文件操作
glob	查找符合特定规则的文件路径名
fnmatch	使用模式来匹配文件路径名
fileinput	处理多个输入文件
filecmp	用于文件的比较
cvs	用于csv文件的处理
pickle和cPickle	用于序列化和反序列化
xml	用于xml数据处理
bz2， gzip，zipfile，zlib，tarfilc	用于处理压缩和解压缩文件

3、打开文件

        （1）打开文件方法语法

        Python中用open()方法来打开一个文件，并返回文件对象，在对文件进行处理过程中如果文件无法不存在的话，会抛出FileNotFoundError的错误

        这里需要注意一点：用open()方法打开文件后，不使用了一定要保证关闭文件对象，即调用close()方法，不然文件对象会一直存在，要是文件很大的话你的内存会占爆。

        open()方法的完整语法格式如下

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

其中：

        file: 必需，文件路径（相对或绝对）

        mode: 可选，文件打开模式，默认为“读取”模式

        buffering：设置缓冲

        encoding：编码格式，一般为utf-8

        errors：报错级别

        newline：区分换行符

        closefd：传入file的参数类型

        opener：设置自定义开启器，开启器的返回值必需是一个打开的文件描述符

        简化版格式如下

open(file, mode='r')

        （2）打开模式参数

        默认为文本模式，如果要以二进制模式打开，加上 b 。

模式	描述
t	文本模式
x	写模式，新建一个文件，如果该文件已存在则会报错
b	二进制模式
+	打开一个文件进行更新
U	通用换行模式
r	以只读方式打开文件。文件的指针将会放在文件的开头。（默认模式）
rb	以二进制格式打开一个文件用于只读。文件的指针将会放在文件的开头。
r+	打开一个文件用于读写。文件的指针将会放在文件的开头。
rb+	以二进制格式打开一个文件用于读写。文件的指针将会放在文件的开头。
w	打开一个文件只用于写入。如果该文件已存在则打开文件，并从头开始编辑，即原来的内容会被删除。如果该文件不存在，则创建新文件。
wb	以二进制格式打开一个文件用于写入。如果该文件已存在则打开文件，并从头开始编辑，即原来的内容会被删除。如果该文件不存在，则创建新文件。
w+	打开一个文件用于读写，如果该文件已存在则打开文件，并从头开始编辑，即原来的内容会被删除。如果该文件不存在，则创建新文件。
wb+	以二进制格式打开一个文件用于读写，如果该文件已存在则打开文件，并从头开始编辑，即原来的内容会被删除。如果该文件不存在，则创建新文件。
a	打开一个文件用于追加。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。也就是，新的内容会被写入到已有内容的之后。如果该文件不存在，则创建新文件写入。
ab	以二进制格式打开一个文件用于追加。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。也就是，新的内容会被写入到已有内容的之后。如果该文件不存在，则创建新文件写入。
a+	打开一个文件用于读写。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。也就是，新的内容会被写入到已有内容的之后。如果该文件不存在，则创建新文件写入。
ab+	以二进制格式打开一个文件用于追加。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。也就是，新的内容会被写入到已有内容的之后。如果该文件不存在，则创建新文件写入。

        （3）file对象操作方法

        对文件对象进行操作的常用函数如下

方法	描述
file.close()	关闭文件，关闭后文件不能再进行读写操作
file.flush()	刷新文件内部缓冲，直接把内部缓冲区的数据立刻写入文件，而不是被动的等到输出缓冲区写入
file.fileno()	返回一个整型的文件描述符，可以用在如os模块的read方法等一些底层操作上
file.isatty()	如果文件连接到一个终端设备返回True，否则返回false
file.next()	返回文件下一行
file.read([size])	从文件读取指定的字节数，如果未给定或为负则读取所有
file.readline([size])	读取整行，包括‘\n’字符
file.readlines([sizeint])	读取所有行并返回列表，若给定sizeint>0，返回总和大约为sizeint字节的行，实际读取值可能比sizeint较大，因为需要填充缓冲区
file.seek(offset)	设置文件当前指针位置
file.tell()	返回文件当前指针位置
file.truncate([size])	截取文件，截取的字节通过size指定，默认为当前文件指针位置
file.write([size])	将字符串写入文件，没有返回值。
file.writelines(sequence)	向文件写入一个序列字符串列表，如果需要换行则需要自己加入换行符

4、文件的读写

        （1）读取文件

        如果文件打开成功，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。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。

        1）read()方法

file = open('test.txt', 'r')

text = file.read()

print(text)

file.close()

        这里一定要记住在最后要关闭文件，不要文件会一直占用你的内容。但是遇到打开文件后，需要写的程序太长的话，这种方法很容易到最后忘记写file.close()去关闭文件，所以，Python引入了with语句来自动调用close()方法关闭文件。

with open('test.txt', 'r') as file:

    print(file.read())

        从上面的操作方法以及实际运用中我们可以知道file.read()方法如果不给定参数，是默认读取文件中的全部内容，那么如果文件有10G，那你的内存会直接爆炸，所有当你需要导入的文件内容很多时，可以传入size参数，反复调用read(size)方法来获取文件内容。其中size为整数，表示从文件指针的位置开始读取size个字节。

        这里多说一句什么是指针

        在读取文件中的指针就是代表从文件的哪个位置开始读取文件，每次读取到哪个位置，指针就在哪个位置，只要你不关闭文件，那么下次你读取文件时，就会从上次读取完的位置继续读取文件内容，直到文件内容读取完毕。

with open('test.txt', 'r') as file:

    print(file.read(5))

    print(file.read(1))

    print(file.read(6))

    print(file.read(2))

        2）readline/s()方法

        readline()方法是读取文件的一行内容，包括'\n'；readlines()方法是读取文件中所有行内容，并返回一个列表。

with open('test_line.txt', 'r') as file:

    print(file.readline()) # ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ 换行符

    print(file.readlines()) # ['123456789\n', 'hello python\n', 'I love Python']

        3）seek()方法

        当你上次读取了几个字节后就关闭了文件，然后下次想继续读取文件内容，并从上次读取的结尾开始读取时，就可以使用seek()方法来指定指针位置。

with open('test_line.txt', 'r') as f:

    f.seek(3) # 上次读取到第三个字节的位置

    print(f.read(4)) # DEFG

        4）tell()方法

        用于显示目前指针的位置

with open('test_line.txt', 'r') as f:

    print(f.read(4)) # DEFG

    f.tell() #4

        5）truncate()方法

        truncate()方法用于截取指针之后的内容，所以使用这个方法，文件的打开的模式必须是可写入，不然要报错。

with open('test_line.txt', 'r+') as f:

    f.seek(10) # 指定指针位置

    f.truncate()

    print(f.read())

        （2）写入文件

        写文件和读文件是一样的，唯一区别是调用 open()函数时，传入的文件模式是'w'或者'wb'，表示写文本文件或写二进制文件。向文件写入内容使用 write(string)方法，该方法返回写入文件的字节数。

        1）write()方法

with open('test_new.txt', 'w') as f:

    f.write('123456')

        如果使用f.open()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 f.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，使用 with语句比较好。

        2）writelines()方法

        writelines 方法需要通过参数指定一个字符串类型的列表，该方法会将列表中的每一个元素值写入文件。换行需要自己在每一行最后加入换行符 \n。

        注意，并没有 writeline 方法，写一行文本需要直接使用 write() 方法。

list1 = ['java\n', 'c\n', 'c++\n', 'python\n', 'javascript\n']

with open('writelines_test.txt', 'w+') as f:

    f.writelines(list1)
    
    f.seek(0)

    list2 = f.readlines()

    for l in list2:

        print(l.strip())