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9.1、文件基本操作(函数)
9.1.1、open()函数
9.1.2、open()是否需要缓冲区
9.1.3、open()文件对象常用的属性
9.1.4、read()函数: 按字节(字符)读取文件
9.1、文件基本操作(函数)
Python中,对文件的操作有很多种,常见的操作包括创建、删除、修改权限、读取、写入等,这些操作可大致分为以下 2 类:
- 删除、修改权限:作用于文件本身,属于系统级操作。
- 写入、读取:是文件最常用的操作,作用于文件的内容,属于应用级操作。
其中,对文件的系统级操作功能单一,比较容易实现,可以借助 Python 中的专用模块(os、sys 等),并调用模块中的指定函数来实现。
文件的应用级操作可以分为以下 3 步,每一步都需要借助对应的函数实现:
- 打开文件:使用 open() 函数,该函数会返回一个文件对象;
- 对已打开文件做读/写操作:读取文件内容可使用 read()、readline() 以及 readlines() 函数;向文件中写入内容,可以使用 write() 函数。
- 关闭文件:完成对文件的读/写操作之后,最后需要关闭文件,可以使用 close() 函数。
9.1.1、open()函数
open() : 用于创建或者打开指定文件,该函数常用的语法格式如下:
file = open(file_name [, mode='r' [ , buffering=-1 [ , encoding = None ]]])
此格式中,用 [] 括起来的部分为可选参数,即可以使用也可以省略。其中,各个参数所代表的含义如下:
- file:表示要创建的文件对象。
- file_name:要创建或打开文件的文件名称,该名称要用引号(单引号或双引号都可以)括起来。需要注意的是,如果要打开的文件和当前执行的代码文件位于同一目录,则直接写文件名即可;否则,此参数需要指定打开文件所在的完整路径。
- mode:可选参数,用于指定文件的打开模式。可选的打开模式如表 1 所示。如果不写,则默认以只读(r)模式打开文件。
- buffering:可选参数,用于指定对文件做读写操作时,是否使用缓冲区(本节后续会详细介绍)。
- encoding:手动设定打开文件时所使用的编码格式,不同平台的 ecoding 参数值也不同,以 Windows 为例,其默认为 cp936(实际上就是 GBK 编码)。
open函数支持的文件打开模式:
模式 | 意义 | 注意事项 |
r | 只读模式打开文件,读文件内容的指针会放在文件的开头。 | 操作的文件必须存在 |
rb | 以二进制格式、采用只读模式打开文件,读文件内容的指针位于文件的开头,一般用于非文本文件,如图片文件、音频文件等。 | |
r+ | 打开文件后,既可以从头读取文件内容,也可以从开头向文件中写入新的内容,写入的新内容会覆盖文件中等长度的原有内容。 | |
rb+ | 以二进制格式、采用读写模式打开文件,读写文件的指针会放在文件的开头,通常针对非文本文件(如音频文件)。 | |
w | 以只写模式打开文件,若该文件存在,打开时会清空文件中原有的内容。 | 若文件存在,会清空其原有内容(覆盖文件);反之,则创建新文件 |
wb | 以二进制格式、只写模式打开文件,一般用于非文本文件(如音频文件) | |
w+ | 打开文件后,会对原有内容进行清空,并对该文件有读写权限。 | |
wb+ | 以二进制格式、读写模式打开文件,一般用于非文本文件 | |
a | 以追加模式打开一个文件,对文件只有写入权限,如果文件已经存在,文件指针将放在文件的末尾(即新写入内容会位于已有内容之后);反之,则会创建新文件。 | |
ab | 以二进制格式打开文件,并采用追加模式,对文件只有写权限。如果该文件已存在,文件指针位于文件末尾(新写入文件会位于已有内容之后);反之,则创建新文件。 | |
a+ | 以读写模式打开文件;如果文件存在,文件指针放在文件的末尾(新写入文件会位于已有内容之后);反之,则创建新文件。 | |
ab+ | 以二进制模式打开文件,并采用追加模式,对文件具有读写权限,如果文件存在,则文件指针位于文件的末尾(新写入文件会位于已有内容之后);反之,则创建新文件。 | |
不同文件打开模式的功能:
模式 | r | r+ | w | w+ | a | a+ |
读 | + | + | | + | | + |
写 | | + | + | + | + | + |
创建 | | + | + | + | + | + |
覆盖 | | | + | + | | |
指针在开始 | + | + | + | + | | |
指针在结尾 | | | | | + | + |
使用 open() 打开文件时,默认采用 GBK 编码。但当要打开的文件不是 GBK 编码格式时,可以在使用 open() 函数时,手动指定打开文件的编码格式,如下所示:
file = open("a.txt",encoding="utf-8")
注意
9.1.2、open()是否需要缓冲区
通常情况下、建议大家在使用 open() 函数时打开缓冲区,即不需要修改 buffing 参数的值。
如果 buffing 参数的值为 0(或者 False),则表示在打开指定文件时不使用缓冲区;如果 buffing 参数值为大于 1 的整数,该整数用于指定缓冲区的大小(单位是字节);如果 buffing 参数的值为负数,则代表使用默认的缓冲区大小。
为什么呢?原因很简单,目前为止计算机内存的 I/O 速度仍远远高于计算机外设(例如键盘、鼠标、硬盘等)的 I/O 速度,如果不使用缓冲区,则程序在执行 I/O 操作时,内存和外设就必须进行同步读写操作,也就是说,内存必须等待外设输入(输出)一个字节之后,才能再次输出(输入)一个字节。这意味着,内存中的程序大部分时间都处于等待状态。
而如果使用缓冲区,则程序在执行输出操作时,会先将所有数据都输出到缓冲区中,然后继续执行其它操作,缓冲区中的数据会有外设自行读取处理;同样,当程序执行输入操作时,会先等外设将数据读入缓冲区中,无需同外设做同步读写操作。
9.1.3、open()文件对象常用的属性
成功打开文件之后,可以调用文件对象本身拥有的属性获取当前文件的部分信息,其常见的属性为:
- file.name:返回文件的名称;
- file.mode:返回打开文件时,采用的文件打开模式;
- file.encoding:返回打开文件时使用的编码格式;
- file.closed:判断文件是否己经关闭。
# 以默认方式打开文件
f = open('my_file.txt')
# 输出文件是否已经关闭
print(f.closed)
# 输出访问模式
print(f.mode)
#输出编码格式
print(f.encoding)
# 输出文件名
print(f.name)
运行结果:
False
r
cp936
my_file.txt
9.1.4、read()函数: 按字节(字符)读取文件
对于借助 open() 函数,并以可读模式(包括 r、r+、rb、rb+)打开的文件,可以调用 read() 函数逐个字节(或者逐个字符)读取文件中的内容。如果文件是以文本模式(非二进制模式)打开的,则 read() 函数会逐个字符进行读取;反之,如果文件以二进制模式打开,则 read() 函数会逐个字节进行读取。
read() 函数的基本语法格式如下:
file.read([size])
解释:
其中,file 表示已打开的文件对象;size 作为一个可选参数,用于指定一次最多可读取的字符(字节)个数,如果省略,则默认一次性读取所有内容。
#以 utf-8 的编码格式打开指定文件
f_path = r'E:\pythonProject\Demo\test\圆周率.txt'
f = open(f_path,encoding = "utf-8")
#输出读取到的数据
print(f.read())
#关闭文件
f.close()
运行结果:
3.1415926535
8979323846
2643393279
我们还可指定read()每次可读取的最大字符数。
print(f.read(6))
运行结果:
3.1415
任何一门编程语言中,文件的输入输出、数据库的连接断开等,都是很常见的资源管理操作。但资源都是有限的,在写程序时,必须保证这些资源在使用过后得到释放,不然就容易造成资源泄露,轻者使得系统处理缓慢,严重时会使系统崩溃。
例如,前面在介绍文件操作时,一直强调打开的文件最后一定要关闭,否则会程序的运行造成意想不到的隐患。但是,即便使用 close() 做好了关闭文件的操作,如果在打开文件或文件操作过程中抛出了异常,还是无法及时关闭文件。为了更好地避免此类问题,不同的编程语言都引入了不同的机制。在 Python 中,对应的解决方式是使用 with as 语句操作上下文管理器(context manager),它能够帮助我们自动分配并且释放资源。
首先学习如何使用 with as 语句。with as 语句的基本语法格式为:
with 表达式 [as target]: 代码块