Python 中的文件 IO 操作

1. 打開(kāi)和關(guān)閉文件

1.1 打開(kāi)文件

訪(fǎng)問(wèn)文件前，需要使用用 Python 內(nèi)置的 open() 函數(shù)打開(kāi)一個(gè)文件：

open(path, access_mode)

• path 是要訪(fǎng)問(wèn)的文件的路徑名
• access_mode 是文件的訪(fǎng)問(wèn)模式
  • 可以是只讀、讀寫(xiě)、追加等模式，所有可能的取值見(jiàn) 1.2 小節(jié)
  • 這個(gè)參數(shù)是可選的，缺省情況下，是以只讀模式 r 打開(kāi)文件
• open 返回一個(gè) file 對(duì)象，通過(guò)調(diào)用 file 對(duì)象的成員方法訪(fǎng)問(wèn)該文件

使用 open 打開(kāi)一個(gè)文件并訪(fǎng)問(wèn)：

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

• 在第 1 行，以只讀方式打開(kāi)文件 test.txt，open 返回一個(gè) file 對(duì)象
• 在第 2 行，調(diào)用 file 對(duì)象的 readline() 方法從文件中讀取一行

1.2 文件的訪(fǎng)問(wèn)模式

下表列出了常用的文件訪(fǎng)問(wèn)模式：

1.3 關(guān)閉文件

訪(fǎng)問(wèn)文件的步驟如下：

1. 打開(kāi)文件
2. 讀寫(xiě)文件
3. 關(guān)閉文件

當(dāng)文件訪(fǎng)問(wèn)完畢后，不再需要訪(fǎng)問(wèn)該文件時(shí)，需要及時(shí)的調(diào)用 file 對(duì)象的 close() 方法關(guān)閉文件。以下是及時(shí)關(guān)閉文件的例子：

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

2. 文件對(duì)象

open 返回一個(gè) file 對(duì)象，通過(guò)調(diào)用 file 對(duì)象的成員方法訪(fǎng)問(wèn)該文件，下表總結(jié)了 file 對(duì)象的成員方法。

seek(offset, from) 的功能是根據(jù)參數(shù) offset 和 from 改變當(dāng)前文件的訪(fǎng)問(wèn)位置:

• 參數(shù) offset 表示要移動(dòng)的字節(jié)數(shù)
• 參數(shù) from 指定開(kāi)始移動(dòng)字節(jié)的參考位置
  • 如果 from 被設(shè)為 0，將文件的開(kāi)頭作為移動(dòng)的參考位置
  • 如果 from 被設(shè)為 1，將文件的當(dāng)前訪(fǎng)問(wèn)位置作為移動(dòng)的參考位置
  • 如果 from 被設(shè)為 2，將文件的末尾作為移動(dòng)的參考位置

3. 應(yīng)用場(chǎng)景

3.1 使用 while 循環(huán)打印文件的每行

假設(shè)文件 test.txt 的內(nèi)容:

www
imooc
com

下面使用 readline() 方讀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，以只讀方式打開(kāi)文件 test.txt
• 在第 3 行，調(diào)用 readline() 方法讀取文件的一行，讀取的數(shù)據(jù)包括換行
• 在第 4 行，如果讀取到文件尾部，則返回一個(gè)空字符串，此時(shí)退出循環(huán)
• 在第 6 行，缺省情況下 print 輸出時(shí)會(huì)自動(dòng)加上換行，因?yàn)?readline() 返回的數(shù)據(jù)會(huì)包含換行，因此使用命名參數(shù) end = ‘’ 使 print 輸出時(shí)不換行

運(yùn)行程序，程序輸出如下：

www
imooc
com

3.2 使用 for 循環(huán)打印文件的每行

Python 中的 file 對(duì)象是一個(gè)可迭代對(duì)象 Iterable，可以使用 for 循環(huán)遍歷 file 對(duì)象。for 循環(huán)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(huán)遍歷文件 file 的每一行
  • line 指向當(dāng)前遍歷的行，包括換行符
• 在第 4 行， 因?yàn)?line 包含換行符，因此使用命名參數(shù) end = ‘’ 使 print 輸出時(shí)不換行

3.3 復(fù)制文件

下面的例子實(shí)現(xiàn)復(fù)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(kāi)源文件 src_path
• 在第 3 行，以只寫(xiě)方式打開(kāi)目標(biāo)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(xiě)入到目標(biāo)文件 dst_file
• 在第 6 行，及時(shí)關(guān)閉 src_file 和 dst_file

3.4 向文件追加內(nèi)容

編寫(xiě)一個(gè)用于記錄日志的函數(shù) log(msg)，該函數(shù)將 msg 寫(xiě)入到日志文件 log.txt 中。每次寫(xiě)日志文件時(shí)，需要：

• 保留日志文件的原有內(nèi)容
• 將新的記錄添加到日志文件的尾部

文件 log.py 的內(nèi)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(xiě)函數(shù) 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(dāng)前時(shí)間 now
  • 在第 6 行，將當(dāng)前時(shí)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(kāi)文件 log.txt
  • 向文件寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)會(huì)被追加到文件尾部
• 在第 10 行，向日志中寫(xiě)入 hello
• 在第 11 行，向日志中寫(xiě)入 world
• 在第 12 行，關(guān)閉日志文件

運(yùn)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(dāng)前目錄下存在文件 log.txt
  • 以追加模式 a 打開(kāi)文件 log.txt，如果文件不存在則創(chuàng)建文件

此時(shí)文件 log.txt 的內(nèi)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(yùn)行程序 log.py，命令如下：

C:\> python log.py

此時(shí)文件 log.txt 的內(nèi)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，是第一次運(yùn)行 log.py 產(chǎn)生的記錄
• 第 3 行和第 4 行，是第二次運(yùn)行 log.py 產(chǎn)生的記錄