【愚公系列】2021年12月 Python教學課程 25-Python文件讀寫

前言

寫程序過程中，我們做的一切操作，都是在內存里進行的。如果一旦斷電或發生意外，那么我們的工作成果將瞬間消失。們還缺少將數據在本地文件系統進行持久化的能力，白話講就是文件的讀寫能力。

Python 內置了一個 open()方法，用于對文件進行讀寫操作。使用 open()方法操作文件就像把大象塞進冰箱一樣，可以分三步走，一是打開文件，二是操作文件，三是關閉文件。

open()方法的返回值是一個 file 對象，可以將它賦值給一個變量。其基本語法格式為:

f = open(filename, mode)

其中，

filename：一個包含了你要訪問的文件名稱的字符串值，通常是一個文件路徑。

mode：打開文件的模式，有很多種，默認是只讀方式 r。

一個簡單的例子：

# 打開一個文件 f = open("foo.txt", "w") f.write("Python 是一種非常好的語言。\n 我喜歡 Python!!\n") # 關閉打開的文件 f.close()

打開模式：

一、 b 模式

二進制模式，通常用來讀取圖片、視頻等二進制文件。注意，它在讀寫的時候是以bytes 類型讀寫的，因此獲得的是一個 bytes 對象而不是字符串。在這個讀寫過程中，需要自己指定編碼格式。在使用帶 b 的模式時一定要注意傳入的數據類型，確保為bytes 類型。

s = 'this is a test' b = bytes(s,encoding='utf-8') f = open('test.txt','w') f.write(s) ##這樣沒問題，正常寫入了文件。 ##------------------------------------------------- s = 'this is a test' b = bytes(s,encoding='utf-8') f = open('test.txt','wb') ##注意多了個 b f.write(s) ##報錯 TypeError: a bytes-like object is required, not 'str' ##意思是它需要一個 bytes 類型數據，你卻給了個字符串 ##--------------------------------------------------- s = 'this is a test' b = bytes(s,encoding='utf-8') f = open('test.txt','wb') ##注意多了個 b f.write(b) ##將變量 b 傳給它，b 是個 bytes 類型

二、 + 模式：

對于 w+模式，在讀寫之前都會清空文件的內容，建議不要使用！

對于 a+模式，永遠只能在文件的末尾寫入，有局限性，建議不要使用！

對于 r+模式，也就是讀寫模式，配合 seek()和 tell()方法，可以實現更多操作。

三、 編碼問題

要讀取非 UTF-8 編碼的文件，需要給 open()函數傳入 encoding 參數，例如，讀取GBK 編碼的文件：

>>> f = open('gbk.txt', 'r', encoding='gbk') >>> f.read() 'GBK'

遇到有些編碼不規范的文件，可能會拋出 UnicodeDecodeError 異常，這表示在文件中可能夾雜了一些非法編碼的字符。遇到這種情況，可以提供 errors 參數，表示如果遇到編碼錯誤后如何處理。

>>> f = open('gbk.txt', 'r', encoding='gbk', errors='ignore')

四、 文件對象操作

每當我們用 open 方法打開一個文件時，將返回一個文件對象。這個對象內置了很多操作方法。下面假設，已經打開了一個 f 文件對象。

1. f.read(size)

讀取一定大小的數據, 然后作為字符串或字節對象返回。size 是一個可選的數字類型的參數，用于指定讀取的數據量。當 size 被忽略了或者為負值，那么該文件的所有內容都將被讀取并且返回。

f = open("1.txt", "r") str = f.read() print(str) f.close()

如果文件體積較大，請不要使用 read()方法一次性讀入內存，而是 read(512)這種一點一點的讀。

2. f.readline()

從文件中讀取一行內容。換行符為’\n’。如果返回一個空字符串，說明已經已經讀取到最后一行。這種方法，通常是讀一行，處理一行，并且不能回頭，只能前進，讀過的行不能再讀了。

f = open("1.txt", "r") str = f.readline() print(str) f.close()

3. f.readlines()

將文件中所有的行，一行一行全部讀入一個列表內，按順序一個一個作為列表的元素，并返回這個列表。readlines 方法會一次性將文件全部讀入內存，所以也存在一定的風險。但是它有個好處，每行都保存在列表里，可以隨意存取。

f = open("1.txt", "r") a = f.readlines() print(a) f.close()

4. 遍歷文件

實際上，更多的時候，我們將文件對象作為一個迭代器來使用。

# 打開一個文件 f = open("1.txt", "r") for line in f: print(line, end='') f.close()

這個方法很簡單, 不需要將文件一次性讀出，但是同樣沒有提供一個很好的控制，與readline 方法一樣只能前進，不能回退。

幾種不同的讀取和遍歷文件的方法比較：

如果文件很小，read()一次性讀取最方便

如果不能確定文件大小，反復調用 read(size)比較保險

如果是配置文件，調用 readlines()最方便

普通情況，使用 for 循環更好，速度更快

5. f.write()

將字符串或 bytes 類型的數據寫入文件內。write()動作可以多次重復進行，其實都是在內存中的操作，并不會立刻寫回硬盤，直到執行 close()方法后，才會將所有的寫入操作反映到硬盤上。在這過程中，如果想將內存中的修改，立刻保存到硬盤上，可以使用 f.flush()方法，但這可能造成數據的不一致。

# 打開一個文件 f = open("/tmp/foo.txt", "w") f.write("Python 是一種非常好的語言。\n 我喜歡 Python!!\n") # 關閉打開的文件 f.close()

6. f.tell()

返回文件讀寫指針當前所處的位置,它是從文件開頭開始算起的字節數。一定要注意了，是字節數，不是字符數。

7. f.seek()

如果要改變位置指針的位置, 可以使用 f.seek(offset, from_what)方法。seek()經常和tell()方法配合使用。

from_what 的值，如果是 0 表示從文件開頭計算，如果是 1 表示從文件讀寫指針的當前位置開始計算，2 表示從文件的結尾開始計算，默認為 0，例如：

offset：表示偏移量。

seek(x,0) ： 從起始位置即文件首行首字符開始移動 x 個字符

seek(x,1) ： 表示從當前位置往后移動 x 個字符

seek(-x,2)：表示從文件的結尾往前移動 x 個字符

看一個例子：

>>> f = open("d:\\1.txt", "rb+") >>> f.write(b"1232312adsfalafds") 17 >>> f.tell() 17 >>> f.seek(5) 5 >>> f.read(1) b'1' >>> f.seek(-3, 2) 14 >>> f.read(1) b'f'

8. f.close()

關閉文件對象。當處理完一個文件后，調用 f.close()來關閉文件并釋放系統的資源。文件關閉后，如果嘗試再次調用該文件對象，則會拋出異常。忘記調用 close()的后果是數據可能只寫了一部分到磁盤，剩下的丟失了，或者更糟糕的結果。也就是說大象塞進冰箱后，一定不要忘記關上冰箱的門。

五、 with 關鍵字

with 關鍵字用于 Python 的上下文管理器機制。為了防止諸如 open 這一類文件打開方法在操作過程出現異常或錯誤，或者最后忘了執行 close 方法，文件非正常關閉等可能導致文件泄露、破壞的問題。Python 提供了 with 這個上下文管理器機制，保證文件會被正常關閉。在它的管理下，不需要再寫 close 語句。注意縮進。

with open('test.txt', 'w') as f: f.write('Hello, world!')

with 支持同時打開多個文件：

with open('log1') as obj1, open('log2','w') as obj2: s=obj1.read() obj2.write(s)

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