【Python 基础学习笔记】文件的基础操作

1. 创建

Python 使用 open() 函数创建或打开文件，语法格式如下所示：

open(file, mode='r', buffering=-1, encoding=None, errors=None, newline=None, closefd=True, opener=None)

参数说明如下所示：

• file：表示将要打开的文件的路径，也可以是要被封装的整数类型文件描述符。（如果是文件描述符，它会随着返回的 I/O 对象关闭而关闭，除非 closefd 被设为 False 。）
• mode：是一个可选字符串，用于指定打开文件的模式，默认值是 ‘r’（以文本模式打开并读取，同 ‘rt’）。对于二进制写入， ‘w+b’
  模式打开并把文件截断成 0 字节； ‘r+b’ 则不会截断。可选模式如下：

模式	描述
r		读取（默认）
w		写入，并先截断文件
x		排它性创建，如果文件已存在则失败
a		写入，如果文件存在则在末尾追加
b		二进制模式
t		文本模式（默认）
 + 	更新磁盘文件（读取并写入）

• buffering：是一个可选的整数，用于设置缓冲策略。传递0以切换缓冲关闭（仅允许在二进制模式下），1选择行缓冲（仅在文本模式下可用），并且>1的整数以指示固定大小的块缓冲区的大小（以字节为单位）。如果没有给出 buffering 参数，则默认缓冲策略的工作方式如下:

二进制文件以固定大小的块进行缓冲；使用启发式方法选择缓冲区的大小，尝试确定底层设备的“块大小”或使用 io.DEFAULT_BUFFER_SIZE。在许多系统上，缓冲区的长度通常为4096或8192字节。

“交互式”文本文件（ isatty() 返回 True 的文件）使用行缓冲。其他文本文件使用上述策略用于二进制文件。

• encoding：用于解码或编码文件的编码的名称。
• errors：是一个可选的字符串，用于指定如何处理编码和解码错误（这应该只在文本模式下使用。不能在二进制模式下使用）。
• newline：区分换行符，它可以是 None，‘’，‘\n’，‘\r’ 和 ‘\r\n’。它的工作原理:

从流中读取输入时，如果 newline 为 None，则启用通用换行模式。输入中的行可以以 '\n'，'\r' 或 '\r\n' 结尾，这些行被翻译成 '\n' 在返回呼叫者之前。如果它是 ''，则启用通用换行模式，但行结尾将返回给调用者未翻译。如果它具有任何其他合法值，则输入行仅由给定字符串终止，并且行结尾将返回给未调用的调用者。

将输出写入流时，如果 newline 为 None，则写入的任何 '\n' 字符都将转换为系统默认行分隔符 os.linesep。如果 newline 是 '' 或 '\n'，则不进行翻译。如果 newline 是任何其他合法值，则写入的任何 '\n' 字符将被转换为给定的字符串。

• closefd：如果 closefd 为 False
  并且给出了文件描述符而不是文件名，那么当文件关闭时，底层文件描述符将保持打开状态；如果给出文件名，closefd 为 True（默认值），否则将引发错误。标准名称包括:

如果存在编码错误，'strict' 会引发 ValueError 异常。 默认值 None 具有相同的效果。

'ignore' 忽略错误。请注意，忽略编码错误可能会导致数据丢失。

'replace' 会将替换标记（例如 '?' ）插入有错误数据的地方。

'surrogateescape' 将表示任何不正确的字节作为Unicode专用区中的代码点，范围从U+DC80到U+DCFF。当在写入数据时使用 surrogateescape 错误处理程序时，这些私有代码点将被转回到相同的字节中。这对于处理未知编码的文件很有用。

只有在写入文件时才支持 'xmlcharrefreplace'。编码不支持的字符将替换为相应的XML字符引用 &#nnn;。

'backslashreplace' 用Python的反向转义序列替换格式错误的数据。

'namereplace' （也只在编写时支持）用 \N{...} 转义序列替换不支持的字符。

• opener：可以通过传递可调用的 opener 来使用自定义开启器。 以 txt 格式文件为例，我们不手动创建文件，通过代码方式来创建，如下所示：

open('test.txt', mode='w',encoding='utf-8')

执行完上述代码，就为我们创建好了 test.txt 文件。

2. 写入

上面我们创建的文件 test.txt 没有任何内容，我们向这个文件中写入一些信息，对于写操作，Python 文件对象提供了两个函数，如下所示：

函数				描述
write(str)			将字符串写入文件，返回写入字符长度
writelines(s)		向文件写入一个字符串列表

我们使用这两个函数向文件中写入一些信息，如下所示：

wf = open('test.txt', 'w', encoding='utf-8')
wf.write('Tom\n')
wf.writelines(['Hello\n', 'Python'])
# 关闭
wf.close()

3. 关闭

上面我们使用了 close() 函数进行关闭操作，如果打开的文件忘记了关闭，可能会对程序造成一些隐患，为了避免这个问题的出现，可以使用 with as 语句，通过这种方式，程序执行完成后会自动关闭已经打开的文件。
with 语句是一种上下文管理器，当它的代码块执行完毕时，会自动关闭文件。这是推荐的方式，因为它确保文件在使用完毕后被正确关闭，即使发生异常也能保证关闭。如下所示：

with open('test.txt', 'w', encoding='utf-8') as wf:
    wf.write('Tom\n')
    wf.writelines(['Hello\n', 'Python'])

4. 读取

之前我们已经向文件中写入了一些内容，现在我们读取一下，对于文件的读操作，Python 文件对象提供了三个函数，如下所示：

函数			描述
read(size)		读取指定的字节数，参数可选，无参或参数为负时读取所有
readline()		读取一行
readlines()		读取所有行并返回列表

我们使用上面三个函数读取一下之前写入的内容，如下所示：

with open('test.txt', 'r', encoding='utf-8') as rf:
    print('readline-->', rf.readline())
    print('read-->', rf.read(6))
    print('readlines-->', rf.readlines())

5. 定位

Python 提供了两个与文件对象位置相关的函数，如下所示：

函数							描述
tell()							返回文件对象在文件中的当前位置
file.seek(offset[, whence])		将文件对象移动到指定的位置；offset 表示移动的偏移量；whence 为可选参数，值为 0 表示从文件开头起算（默认值）、值为 1 表示使用当前文件位置、值为 2 表示使用文件末尾作为参考点

下面通过示例对上述函数作进一步了解，如下所示：

with open('test.txt', 'rb+') as f:
    f.write(b'123456789')
    # 文件对象位置
    print(f.tell())
    # 移动到文件的第四个字节
    f.seek(3)
    # 读取一个字节，文件对象向后移动一位
    print(f.read(1))
    print(f.tell())
    # 移动到倒数第二个字节
    f.seek(-2, 2)
    print(f.tell())
    print(f.read(1))

6. 其他方法

with open('test.txt', 'r+') as f:
    # 检测文件对象是否连接到终端设备
    print(f.isatty())
    # 截取两个字节
    f.truncate(2)
    print(f.read())