【Python基础】文件读写

IO操作的类型

文件读写是最常见的IO操作。Python内置了读写文件的函数，用法和C是兼容的。
在磁盘上读写文件的功能都是由操作系统提供的，现代操作系统不允许普通的程序直接操作磁盘。
读写文件就是请求操作系统打开一个文件对象（通常称为文件描述符），然后，通过操作系统提供的接口从这个文件对象中读取数据（读文件），或者把数据写入这个文件对象（写文件。）

常见的IO操作的类型如下：

type	info
r	以只读方式打开文件。文件的指针将会放在文件的开头。这是默认模式。
w	打开一个文件只用于写入。如果该文件已存在则将其覆盖。如果该文件不存在，创建新文件。
a	打开一个文件用于追加。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。也就是说，新的内容将会被写入到已有内容之后。如果该文件不存在，创建新文件进行写入。
rb	以二进制格式打开一个文件用于只读。文件指针将会放在文件的开头。这是默认模式。
wb	以二进制格式打开一个文件只用于写入。如果该文件已存在则将其覆盖。如果该文件不存在，创建新文件。
ab	以二进制格式打开一个文件用于追加。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。也就是说，新的内容将会被写入到已有内容之后。如果该文件不存在，创建新文件进行写入。
r+	打开一个文件用于读写。文件指针将会放在文件的开头。
w+	打开一个文件用于读写。如果该文件已存在则将其覆盖。如果该文件不存在，创建新文件。
a+	打开一个文件用于读写。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。文件打开时会是追加模式。如果该文件不存在，创建新文件用于读写。
rb+	以二进制格式打开一个文件用于读写。文件指针将会放在文件的开头。
wb+	以二进制格式打开一个文件用于读写。如果该文件已存在则将其覆盖。如果该文件不存在，创建新文件。
ab+	以二进制格式打开一个文件用于追加。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。如果该文件不存在，创建新文件用于读写。

Python 中文件对象的属性和方法简介

属性或方法	描述
f.close()	关闭文件对象f，并将属性f.closed设置为True
f.closed	文件已关闭，则返回True
f.encoding	bytes与str之间进行转换时使用的编码
f.fileno()	返回底层文件的文件描述符（只对那些有文件描述符的文件对象是可用的）
f.flush()	清空文件对象f，并将缓存中的内容写入磁盘（如果有）
f.isatty()	如果文件对象与控制台关联，就返回True（只有在文件对象应用了真正的文件时才是可用的）
f.mode	文件对象打开时使用的模式
f.name	文件对象f的文件名（如果有）
f.newlines	文件文件f中的换行字符串的类型
f.next()	返回文件对象f的下一行，大多数情况下，这种方法是隐式地使用的，比如对f中的行返回n个字节，而不移动文件指针的位置
f.peek(n)	返回n个字节，而不移动文件指针的位置
f.read(count)	从文件对象f中读取至多count个字节，如果没有指定count，就读取从当前文件指针直至最后的每个字节。以二进制模式读时，返回bytes对象；以文本模式读时，返回str对象。如果没有要读的内容（已到文件结尾），就返回一个空的bytes或str对象
f.readable()	如果f已经打开等待读取，就返回True
f.readinto(ba)	将至多len(ba)个字节读入到bytearray ba中，并返回读入的字节数——如果在文件结尾，就为0（只有在二进制模式时才是可用的
f.readline(count)	读取下一行（如果指定count，并且在\n字符前满足这一数值，那么至多读入count个字节），包括\n
f.readlines(sizehint)	读入到文件结尾之前的所有行，并以列表形式返回。如果给定sizehint，那么至多读入大概sizehint个字节（如果底层文件对象支持）（这里有点问题，os有一属性DEFAULT_BUFFER_SIZE,其大小为8192（8K）字节，readlines()函数在每次读入的大小大约为DEFAULT_BUFFER_SIZE的一个近似值，并不是读入所有内容。）
f.seek(offset,whence)	如果没有给定whence，或其为os.SEEK_SET,就按给定的offset移动文件指针(并作为下一次读、写的起点）；如果whence为os.SEEK_CUR,就相对于当前文件指针位置将其移动offset(可以为负值)个位置(whence为os.SEEK_END,则是相对文件结尾).在追加”a”模式下,写入总是在结尾处进行的,而不管文件指针在何处.在文本模式下,只应该使用tell()方法的返回值作为offset
f.seekable()	如果f支持随机存取，就返回True
f.tell()	返回当前指针位置（相对文件起始处）
f.truncate(size)	截取文件到当前文件指针所在位置，如果给定size，就到size大小处
f.writable()	如果f是为写操作而打开的，就返回True
f.write(s)	将bytes/bytearray对象s写入到文件（该文件以二进制模式打开），或者将str对象s写入到文件（该文件以文本模式打开）
f.writelines(seq)	将对象序列（对文本文件而言是字符串，对二进制文件而言是字节字符串）写入到文件）

常规读取文件:open()

如果文件不存在，open()函数就会抛出一个IOError的错误，并且给出错误码和详细的信息告诉你文件不存在,错误情况如下：

在这里插入图片描述

r 表示读取文件，我们就成功地打开了一个文件
如果文件打开成功，接下来，调用read()方法可以一次读取文件的全部内容，Python把内容读到内存，用一个str对象表示：
最后一步是调用close()方法关闭文件。文件使用完毕后必须关闭，因为文件对象会占用操作系统的资源，并且操作系统同一时间能打开的文件数量也是有限的：

在这里插入图片描述

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：

推荐读取文件：With Open

每次如果都按照如上最终方案去写的话，实在太繁琐。Python引入了with语句来自动帮我们调用close()方法。
注意：with 的作用就是自动调用close（）方法！！！
下面的代码和前面的try … finally是一样的，但是代码更佳简洁，并且不必调用f.close()方法
f.read()：读取全部文件内容
f.read(size): 每次读取size个字节内容
f.readline(): 每次读取一行的内容
f.readlines(): 读取全部内容，但结果是个list，每行内容是一个元素

如果遇到超大文件，需要注意：

调用read()会一次性读取文件的全部内容，如果文件有10G，内存就爆了。
要保险起见，可以反复调用read(size)方法，每次最多读取size个字节的内容。例如，read(1024)
每次读取1024个字节的数据内容
调用readline()可以每次读取一行内容，调用readlines()一次读取所有内容并按行返回list。因此，要根据需要决定怎么调用。
如果文件很小，read()一次性读取最方便；如果不能确定文件大小，反复调用read(size)比较保险；如果是配置文件，调用readlines()最方便。
strip() 函数中可以把目标内容line里面所有的空格，空行等都删除掉，只剩余文字内容：

在这里插入图片描述

注意：读取静态文件的函数，最好不要写相对路径！！！

写入内容：open()函数

写文件和读文件是一样的，唯一区别是调用open()函数时，传入标识符’w’或者’wb’表示写文本文件或写二进制文件：
在这里插入图片描述

open函数使用注意地方：

你可以反复调用write()来写入文件，但是务必要调用f.close()来关闭文件。
当我们写文件时，操作系统往往不会立刻把数据写入磁盘，而是放到内存缓存起来，空闲的时候再慢慢写入。
只有调用close()方法时，操作系统才保证把没有写入的数据全部写入磁盘。忘记调用close()的后果是数据可能只写了一部分到磁盘，剩下的丢失了。所以，还是用with语句来得保险。