深入解讀Python如何進行文件讀寫

更新時間：2021年10月25日 09:27:04 作者：微小冷

文件的作用就是把一些存儲存放起來,可以讓程序下一次執(zhí)行的時候直接使用,而不必重新制作一份,省時省力，本文將帶你了解通過python如何進行文件的讀寫操作

open

Python提供了非常方便的文件讀寫功能，其中open是讀寫文件的第一步，通過open讀寫文件的方式和把大象裝冰箱是一樣的

f = open("test.txt",'w')    #第一步，把冰箱門(文件)打開
f.write("this is content")  #第二步，把大象(文件內容)裝進去
f.close()                   #第三步，把冰箱門關上，否則大象可能會跑掉

open的定義方式為

file=open(path,mode='r',buffering=-1,encoding=None)

其中，

path為文件路徑
mode為讀取模式，默認為r，即只讀模式。
buffering為緩沖區(qū)，由于內存的讀寫速度快于外設，所以大部分情況不用設，即不大于0。
encoding為編碼方式
最后，輸出的file是一個文件對象。

其中，mode包括以下幾種

	r	r+	w	w+	a	a+
b	rb	rb+	wb	wb+	ab	ab+

其中，b表示二進制，r表示讀，w表示寫，a表示追加。無論什么模式，有+則意味著可讀可寫。寫入一般會覆蓋原文件，追加則在原文件尾部開始寫。如果文件不存在，w, w+, a, a+, wb會創(chuàng)建新文件。

文件對象

通過open創(chuàng)建的文件對象，除了用于關閉文件的close之外，有兩組最常用的函數(shù)，即代表讀寫的read和write，分別用于讀寫，其區(qū)別如下


read	write	讀寫整個文件 read(size)可讀取size大小的文件
readline		每次讀一行由于write直接輸入字符串，故不必設置writeline
readlines	writelines	前者按行讀取文件，并存入一個字符串列表 writelines將一個字符串列表的形式寫入文件

例如

>>> f = open('test.txt','w')
>>> f.writelines(['a','b','c\n','d'])
>>> f.close()
>>> f = open('test.txt','r')
>>> f.readlines()
['abc\n', 'd']      #在寫lines的時候，并不會自動添加\n
>>> f.close()

根據(jù)我電腦的性能，讀取500M的txt就要超過1s，讀取2G的文件多半要報錯。這個時候需要通過seek函數(shù)來指定偏移量，然后在偏移處的位置對文件進行讀寫操作。其輸入為f.seek(offset,whence=0)

其中

offset為偏移量
whence為偏移方式，為0時表示絕對定位；為1時表示相對定位；為2表示從末尾定位。

從seek的視角來看，open文件時，如果用了w，則代表seek(0)，如果用了a，則代表seek(0,2)。

通過tell可以返回當前偏移量，相當于seek的對偶函數(shù)。

在對文件操作結束后，需要使用f.close()將緩存中的字符串寫入硬盤；如果害怕發(fā)生意外，可以用f.flush()強制寫入。

此外，文件對象的成員變量如下

name	mode	encoding	error	closed	buffer
文件名	讀寫模式	編碼方式	錯誤模式	是否已經(jīng)關閉	緩沖區(qū)

此外還有三個判定函數(shù)

`readable()`	`writable()`	`seekable`
是否可讀	是否可寫	可否指定偏移量

with … as表達式

在寫入文件時，如果忘了close或者flush，那么可能還有一些數(shù)據(jù)留在內存中，從而導致我們得到的文件是殘缺的。

with as表達式可以通過調用對象中的__enter__方法和__exit__方法，來更加智能地調用close，從而免除了忘寫close的麻煩。其調用方法為

with open('text.txt','w') as f:
    f.write("12345")

查看file.py，其__exit__函數(shù)正是close:

def __enter__(self):
    return self

def __exit__(self, type, value, traceback):
    self.close()

底層實現(xiàn):os.open

open是非常方便的函數(shù)，但開銷也很大，畢竟直接返回了一個文件對象。相比之下，其底層實現(xiàn)os.open返回的是一個整型的文件ID，對于在速度上有要求的頻繁的文件讀寫操作，可以考慮使用。

os中，打開一個文件的方法為

fd = os.open(path, flags, mode=511, dir_fd=None)

其中，

path為文件路徑
flags為打開標志，例如os.O_RDONLY代表只讀、os.O_WRONLY代表只寫
mode表示文件權限，例如777代表任何人可讀可寫可執(zhí)行；511代表文件創(chuàng)建者可讀可執(zhí)行，其他人只可讀，這屬于Linux的內容，日后可專門在Linux里說。
dir_fd表示相對路徑的規(guī)則，為自定義函數(shù)，比較少用。
最后，輸出的fd是某個文件的標識。

其中，mode的取值可見于deepin和windows的手冊，常用的標志如下，多個標志可通過|疊加，這一股濃郁的C風確認來自操作系統(tǒng)無疑了。

os.open	open	os.open	open
os.O_RDONLY	‘r'	os.O_WRONLY	‘w'
os.O_RDWR	‘r+'	os.O_APPEND	‘a(chǎn)'
os.O_CREAT	創(chuàng)建并打開

其中相關的函數(shù)還有：

`os.fdopen(fd, mode, bufsize)`	通過fd創(chuàng)建一個文件對象，并返回這個文件對象
`os.read(fd, n)`	從fd 中讀取最多 n 個字節(jié)并返回，如果fd對應文件已達到結尾, 則返回空串。
`os.write(fd, str)`	將`str`寫入fd，返回實際寫入的字符串長度
`os.fsync(fd)`	強制將fd所對應的文件寫入硬盤
`os.close(fd)`	關閉fd
`os.dup(fd)`	復制fd
`os.dup2(fd, fd2)`	將fd1所對應的文件復制給fd2
`os.fstat(fd)`	返回fd的狀態(tài)
`os.ftruncate(fd, length)`	裁剪fd, `length`不大于文件尺寸
`os.isatty(fd)`	如果fd已經(jīng)打開，同時與tty(-like)設備相連，則返回True, 否則False。
`os.lseek(fd, pos, how)`	設置fd當前位置為pos, how為修改方式，等同于前文中的`whence`