Python当歌(五):文件读写

介绍

计算机系统分为:计算机硬件,操作系统,应用程序三部分。

我们用python或其他语言编写的应用程序若想要把数据永久保存下来,必须要保存于硬盘中,这就涉及到应用程序要操作硬件,众所周知,应用程序是无法直接操作硬件的,这就用到了操作系统。操作系统把复杂的硬件操作封装成简单的接口给用户/应用程序使用,其中文件就是操作系统提供给应用程序来操作硬盘虚拟概念,用户或应用程序通过操作文件,可以将自己的数据永久保存下来。
有了文件的概念,我们无需再去考虑操作硬盘的细节,只需要关注操作文件的流程:

  1. 打开文件,得到文件句柄并赋值给一个变量
  2. 通过句柄对文件进行操作
  3. 关闭文件

在python中

(1)打开文件,得到文件句柄并赋值给一个变量

f=open('a.txt','r',encoding='utf-8') #默认打开模式就为r

(2) 通过句柄对文件进行操作

data=f.read()

(3) 关闭文件

f.close()

分析一下f=open('a.txt','r')过程:

1、由应用程序向操作系统发起系统调用open(...)

2、操作系统打开该文件,并返回一个文件句柄给应用程序

3、应用程序将文件句柄赋值给变量f

强调

1、强调第一点:

打开一个文件包含两部分资源:操作系统级打开的文件+应用程序的变量。在操作完毕一个文件时,必须把与该文件的这两部分资源一个不落地回收,回收方法为:

(1)f.close() #回收操作系统级打开的文件

(2)del f #回收应用程序级的变量

其中del f一定要发生在f.close()之后,否则就会导致操作系统打开的文件还没有关闭,白白占用资源,而python自动的垃圾回收机制决定了我们无需考虑del f,这就要求我们,在操作完毕文件后,一定要记住f.close()。

但是每次都这么写实在太繁琐,所以,Python引入了with语句来自动帮我们调用close()方法:

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

with open('a.txt','r') as read_f,open('b.txt','w') as write_f:
    data=read_f.read()
write_f.write(data)

2、强调第二点:

f=open(...)是由操作系统打开文件,那么如果我们没有为open指定编码,那么打开文件的默认编码很明显是操作系统说了算了,操作系统会用自己的默认编码去打开文件,在windows下是gbk,在linux下是utf-8。若要保证不乱码,文件以什么方式存的,就要以什么方式打开。
f=open('a.txt','r',encoding='utf-8')

3、强调第三点

由于文件读写时都有可能产生IOError,一旦出错,后面的f.close()就不会调用。所以,为了保证无论是否出错都能正确地关闭文件,我们可以使用try ... finally来实现:

try:
    f = open('/path/to/file', 'r')
    print(f.read())
finally:
    if f:
        f.close()

打开文件的模式

(1)打开文件的模式有(默认为文本模式):

  • r ,只读模式【默认模式,文件必须存在,不存在则抛出异常】
  • w,只写模式【不可读;不存在则创建;存在则清空内容】
  • a, 之追加写模式【不可读;不存在则创建;存在则只追加内容】

(2)对于非文本文件,我们只能使用b模式,"b"表示以字节的方式操作(而所有文件也都是以字节的形式存储的,使用这种模式无需考虑文本文件的字符编码、图片文件的jgp格式、视频文件的avi格式)

  • rb
  • wb
  • ab

注:以b方式打开时,读取到的内容是字节类型,写入时也需要提供字节类型,不能指定编码

(3)了解部分

  • "+" 表示可以同时读写某个文件
  • r+, 读写【可读,可写】
  • w+,写读【可读,可写】
  • a+, 写读【可读,可写】
  • x, 只写模式【不可读;不存在则创建,存在则报错】
  • x+ ,写读【可读,可写】

操作文件的方法

(1)掌握

  • f.read() #读取所有内容,光标移动到文件末尾
  • f.readline() #读取一行内容,光标移动到第二行首部
  • f.readlines() #读取每一行内容,存放于列表中
  • f.write('1111\n222\n') #针对文本模式的写,需要自己写换行符
  • f.write('1111\n222\n'.encode('utf-8')) #针对b模式的写,需要自己写换行符
  • f.writelines(['333\n','444\n']) #文件模式
  • f.writelines([bytes('333\n',encoding='utf-8'),'444\n'.encode('utf-8')]) #b模式

(2)了解

  • f.readable() #文件是否可读
  • f.writable() #文件是否可读
  • f.closed #文件是否关闭
  • f.encoding #如果文件打开模式为b,则没有该属性
  • f.flush() #立刻将文件内容从内存刷到硬盘
  • f.name

文件内光标移动

(1)read(3):

  • 文件打开方式为文本模式时,代表读取3个字符
  • 文件打开方式为b模式时,代表读取3个字节

(2)其余的文件内光标移动都是以字节为单位如seek,tell,truncate

注意:

  • seek有三种移动方式0,1,2,其中1和2必须在b模式下进行,但无论哪种模式,都是以bytes为单位移动的
  • truncate是截断文件,所以文件的打开方式必须可写,但是不能用w或w+等方式打开,因为那样直接清空文件了,所以truncate要在r+或a或a+等模式下测试效果:

    import time
    with open('test.txt','rb') as f:
        f.seek(0,2)
    while True:
        line=f.readline()
        if line:
            print(line.decode('utf-8'))
        else:
            time.sleep(0.2)
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作者:废权
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