Python 中的文件 IO 操作

╰+哭是因爲堅強的太久メ 2024-03-27 09:24 13阅读 0赞

### 1. 打开和关闭文件 ###

#### 1.1 打开文件 ####

访问文件前，需要使用用 Python 内置的 open() 函数打开一个文件：

open(path, access_mode)

*  path 是要访问的文件的路径名
 *  access\_mode 是文件的访问模式
    
     *  可以是只读、读写、追加等模式，所有可能的取值见 1.2 小节
     *  这个参数是可选的，缺省情况下，是以只读模式 r 打开文件
 *  open 返回一个 file 对象，通过调用 file 对象的成员方法访问该文件

*  可以是只读、读写、追加等模式，所有可能的取值见 1.2 小节
 *  这个参数是可选的，缺省情况下，是以只读模式 r 打开文件

使用 open 打开一个文件并访问：

file = open('test.txt')
    line = file.readline()
    print(line)

*  在第 1 行，以只读方式打开文件 test.txt，open 返回一个 file 对象
 *  在第 2 行，调用 file 对象的 readline() 方法从文件中读取一行

#### 1.2 文件的访问模式 ####

下表列出了常用的文件访问模式：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>模式</th> 
   <th>描述</th> 
   <th>如果文件存在</th> 
   <th>如果文件不存在</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>r</td> 
   <td>以只读方式打开文件</td> 
   <td>保留原有内容，从文件头部开始读</td> 
   <td>抛出异常 FileNotFoundError</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>r+</td> 
   <td>以读写方式打开文件</td> 
   <td>保留原有内容，从文件头部开始读</td> 
   <td>抛出异常 FileNotFoundError</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>w</td> 
   <td>以只写方式打开文件</td> 
   <td>删除原有内容，从文件头部开始写入</td> 
   <td>创建新文件</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>w+</td> 
   <td>以读写方式打开文件</td> 
   <td>删除原有内容，从文件头部开始读写</td> 
   <td>创建新文件</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>a</td> 
   <td>以只写方式打开文件</td> 
   <td>保留原有内容，从文件尾部开始读写</td> 
   <td>创建新文件</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>a+</td> 
   <td>以读写方式打开文件</td> 
   <td>保留原有内容，从文件尾部开始读写</td> 
   <td>创建新文件</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### 1.3 关闭文件 ####

访问文件的步骤如下：

1.  打开文件
2.  读写文件
3.  关闭文件

当文件访问完毕后，不再需要访问该文件时，需要及时的调用 file 对象的 close() 方法关闭文件。以下是及时关闭文件的例子：

file = open('test.txt')
    file.read()
    file.close()

### 2. 文件对象 ###

open 返回一个 file 对象，通过调用 file 对象的成员方法访问该文件，下表总结了 file 对象的成员方法。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>成员方法</th> 
   <th>功能</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>close()</td> 
   <td>关闭文件，关闭之后便不能再进行写入</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>write(string)</td> 
   <td>将字符串 string 写入文件</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>read(count)</td> 
   <td>从文件中读取一个字符串，至多读取 count 个字符</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>tell()</td> 
   <td>获取文件的当前访问位置</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>seek(offset, from)</td> 
   <td>改变文件的当前访问位置</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

seek(offset, from) 的功能是根据参数 offset 和 from 改变当前文件的访问位置:

*  参数 offset 表示要移动的字节数
 *  参数 from 指定开始移动字节的参考位置
    
     *  如果 from 被设为 0，将文件的开头作为移动的参考位置
     *  如果 from 被设为 1，将文件的当前访问位置作为移动的参考位置
     *  如果 from 被设为 2，将文件的末尾作为移动的参考位置

*  如果 from 被设为 0，将文件的开头作为移动的参考位置
 *  如果 from 被设为 1，将文件的当前访问位置作为移动的参考位置
 *  如果 from 被设为 2，将文件的末尾作为移动的参考位置

### 3. 应用场景 ###

#### 3.1 使用 while 循环打印文件的每行 ####

假设文件 test.txt 的内容:

www
    5axxw
    com

下面使用 readline() 方读取文件的每行并打印：

file = open('test.txt')
    while True:
        line = file.readline()
        if line == '':
            break
        print(line, end = '')
    file.close()

*  在第 1 行，以只读方式打开文件 test.txt
 *  在第 3 行，调用 readline() 方法读取文件的一行，读取的数据包括换行
 *  在第 4 行，如果读取到文件尾部，则返回一个空字符串，此时退出循环
 *  在第 6 行，缺省情况下 print 输出时会自动加上换行，因为 readline() 返回的数据会包含换行，因此使用命名参数 end = ‘’ 使 print 输出时不换行

运行程序，程序输出如下：

www
    5axxw
    com

#### 3.2 使用 for 循环打印文件的每行 ####

Python 中的 file 对象是一个可迭代对象 Iterable，可以使用 for 循环遍历 file 对象。for 循环遍历文件的每一行，示例如下：

file = open('test.txt')
    for line in file:
        print(line, end = '')
    file.close()

*  在第 2 行，使用 for 循环遍历文件 file 的每一行
    
     *  line 指向当前遍历的行，包括换行符
 *  在第 4 行， 因为 line 包含换行符，因此使用命名参数 end = ‘’ 使 print 输出时不换行

*  line 指向当前遍历的行，包括换行符

#### 3.3 复制文件 ####

下面的例子实现复制文件的功能：

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，以只读方式打开源文件 src\_path
 *  在第 3 行，以只写方式打开目标文件 dst\_path
 *  在第 4 行，遍历源文件 src\_file 的每一行 line
 *  在第 5 行，将 line 写入到目标文件 dst\_file
 *  在第 6 行，及时关闭 src\_file 和 dst\_file

#### 3.4 向文件追加内容 ####

编写一个用于记录日志的函数 log(msg)，该函数将 msg 写入到日志文件 log.txt 中。每次写日志文件时，需要：

*  保留日志文件的原有内容
 *  将新的记录添加到日志文件的尾部

文件 [log.py][] 的内容如下：

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，编写函数 log(msg)，用于将 msg 追加到日志文件 log.txt
    
     *  在第 4 行到第 5 行，获取当前时间 now
     *  在第 6 行，将当前时间 now 和信息 msg 追加到日志文件
 *  在第 9 行，以追加模式 a 打开文件 log.txt
    
     *  向文件写数据时，数据会被追加到文件尾部
 *  在第 10 行，向日志中写入 hello
 *  在第 11 行，向日志中写入 world
 *  在第 12 行，关闭日志文件

*  在第 4 行到第 5 行，获取当前时间 now
 *  在第 6 行，将当前时间 now 和信息 msg 追加到日志文件

*  向文件写数据时，数据会被追加到文件尾部

运行 [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，显示当前目录下存在文件 log.txt
    
     *  以追加模式 a 打开文件 log.txt，如果文件不存在则创建文件

*  以追加模式 a 打开文件 log.txt，如果文件不存在则创建文件

此时文件 log.txt 的内容如下，文件中包含有两行文本：

2020-06-04 11:49:54: hello
    2020-06-04 11:49:54: world

再次运行程序 [log.py][]，命令如下：

C:\> python log.py

此时文件 log.txt 的内容如下，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

*  第 1 行和第 2 行，是第一次运行 [log.py][] 产生的记录
 *  第 3 行和第 4 行，是第二次运行 [log.py][] 产生的记录

[log.py]: http://log.py/