朱廣蔚 ·Python 中的文件 IO 操作
1. 打開和關閉文件
1.1 打開文件
訪問文件前，需要使用用 Python 內置的 open() 函數打開一個文件：
open(path, access_mode)
- path 是要訪問的文件的路徑名
- access_mode 是文件的訪問模式
- 可以是只讀、讀寫、追加等模式，所有可能的取值見 1.2 小節
- 這個參數是可選的，缺省情況下，是以只讀模式 r 打開文件
- open 返回一個 file 對象，通過調用 file 對象的成員方法訪問該文件
使用 open 打開一個文件并訪問：
file = open('test.txt')
line = file.readline()
print(line)
- 在第 1 行，以只讀方式打開文件 test.txt，open 返回一個 file 對象
- 在第 2 行，調用 file 對象的 readline() 方法從文件中讀取一行
1.2 文件的訪問模式
下表列出了常用的文件訪問模式：
| 模式 | 描述 | 如果文件存在 | 如果文件不存在 |
|---|---|---|---|
| r | 以只讀方式打開文件 | 保留原有內容，從文件頭部開始讀 | 拋出異常 FileNotFoundError |
| r+ | 以讀寫方式打開文件 | 保留原有內容，從文件頭部開始讀 | 拋出異常 FileNotFoundError |
| w | 以只寫方式打開文件 | 刪除原有內容，從文件頭部開始寫入 | 創建新文件 |
| w+ | 以讀寫方式打開文件 | 刪除原有內容，從文件頭部開始讀寫 | 創建新文件 |
| a | 以只寫方式打開文件 | 保留原有內容，從文件尾部開始讀寫 | 創建新文件 |
| a+ | 以讀寫方式打開文件 | 保留原有內容，從文件尾部開始讀寫 | 創建新文件 |
1.3 關閉文件
訪問文件的步驟如下：
- 打開文件
- 讀寫文件
- 關閉文件
當文件訪問完畢后，不再需要訪問該文件時，需要及時的調用 file 對象的 close() 方法關閉文件。以下是及時關閉文件的例子：
file = open('test.txt')
file.read()
file.close()
2. 文件對象
open 返回一個 file 對象，通過調用 file 對象的成員方法訪問該文件，下表總結了 file 對象的成員方法。
| 成員方法 | 功能 |
|---|---|
| close() | 關閉文件，關閉之后便不能再進行寫入 |
| write(string) | 將字符串 string 寫入文件 |
| read(count) | 從文件中讀取一個字符串，至多讀取 count 個字符 |
| tell() | 獲取文件的當前訪問位置 |
| seek(offset, from) | 改變文件的當前訪問位置 |
seek(offset, from) 的功能是根據參數 offset 和 from 改變當前文件的訪問位置:
- 參數 offset 表示要移動的字節數
- 參數 from 指定開始移動字節的參考位置
- 如果 from 被設為 0，將文件的開頭作為移動的參考位置
- 如果 from 被設為 1，將文件的當前訪問位置作為移動的參考位置
- 如果 from 被設為 2，將文件的末尾作為移動的參考位置
3. 應用場景
3.1 使用 while 循環打印文件的每行
假設文件 test.txt 的內容:
www
imooc
com
下面使用 readline() 方讀取文件的每行并打?。?/p>
file = open('test.txt')
while True:
line = file.readline()
if line == '':
break
print(line, end = '')
file.close()
- 在第 1 行，以只讀方式打開文件 test.txt
- 在第 3 行，調用 readline() 方法讀取文件的一行，讀取的數據包括換行
- 在第 4 行，如果讀取到文件尾部，則返回一個空字符串，此時退出循環
- 在第 6 行，缺省情況下 print 輸出時會自動加上換行，因為 readline() 返回的數據會包含換行，因此使用命名參數 end = ‘’ 使 print 輸出時不換行
運行程序，程序輸出如下：
www
imooc
com
3.2 使用 for 循環打印文件的每行
Python 中的 file 對象是一個可迭代對象 Iterable，可以使用 for 循環遍歷 file 對象。for 循環遍歷文件的每一行，示例如下：
file = open('test.txt')
for line in file:
print(line, end = '')
file.close()
- 在第 2 行，使用 for 循環遍歷文件 file 的每一行
- line 指向當前遍歷的行，包括換行符
- 在第 4 行， 因為 line 包含換行符，因此使用命名參數 end = ‘’ 使 print 輸出時不換行
3.3 復制文件
下面的例子實現復制文件的功能：
def copy(src_path, dst_path):
src_file = open(src_path, 'r')
dst_file = open(dst_path, 'w')
for line in src_file:
dst_file.write(line)
src_file.close()
dst_file.close()
copy('test.txt', 'test.bak')
- 在第 2 行，以只讀方式打開源文件 src_path
- 在第 3 行，以只寫方式打開目標文件 dst_path
- 在第 4 行，遍歷源文件 src_file 的每一行 line
- 在第 5 行，將 line 寫入到目標文件 dst_file
- 在第 6 行，及時關閉 src_file 和 dst_file
3.4 向文件追加內容
編寫一個用于記錄日志的函數 log(msg)，該函數將 msg 寫入到日志文件 log.txt 中。每次寫日志文件時，需要：
- 保留日志文件的原有內容
- 將新的記錄添加到日志文件的尾部
文件 log.py 的內容如下：
from datetime import datetime
def log(msg):
dt = datetime.today()
now = dt.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")
line = '%s: %s\n' % (now, msg)
log_file.write(line)
log_file = open('log.txt', 'a')
log('hello')
log('world')
log_file.close()
- 在第 3 行，編寫函數 log(msg)，用于將 msg 追加到日志文件 log.txt
- 在第 4 行到第 5 行，獲取當前時間 now
- 在第 6 行，將當前時間 now 和信息 msg 追加到日志文件
- 在第 9 行，以追加模式 a 打開文件 log.txt
- 向文件寫數據時，數據會被追加到文件尾部
- 在第 10 行，向日志中寫入 hello
- 在第 11 行，向日志中寫入 world
- 在第 12 行，關閉日志文件
運行 log.py，命令如下：
C:\> python log.py
C:\> dir
2020/06/04 11:47 <DIR> .
2020/06/04 11:47 <DIR> ..
2020/06/04 11:49 249 log.py
2020/06/04 11:50 56 log.txt
- 在第 6 行，顯示當前目錄下存在文件 log.txt
- 以追加模式 a 打開文件 log.txt，如果文件不存在則創建文件
此時文件 log.txt 的內容如下，文件中包含有兩行文本：
2020-06-04 11:49:54: hello
2020-06-04 11:49:54: world
再次運行程序 log.py，命令如下：
C:\> python log.py
此時文件 log.txt 的內容如下，文件中包含有四行文本：
2020-06-04 11:49:54: hello
2020-06-04 11:49:54: world
2020-06-04 11:50:06: hello
2020-06-04 11:50:06: world
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