文件數據讀寫

讀寫文件，本質上是請求操作系統(tǒng)打開一個文件對象，然后，通過操作系統(tǒng)提供的接口從這個文件對象中讀取數據（讀文件），或者把數據寫入這個文件對象（寫文件）。

文件讀取

使用 Python 內置 open() 函數，以 rt 的模式讀取文件，如下示例：

>>> f = open('some.txt', 'rt')

這行代碼就表示打開一個文件，若是文件不存在，會拋出 IOError 的異常，并給出詳細的信息提示：

>>> f = open('undefined.txt', 'rt')
Traceback (most recent call last):
 File "<stdin>", line 1, in <module>
FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: 'undefined.txt'

當成功打開文件時，可使用 read() 函數讀取文件的內容:

>>> f.read()
'Hello world!'

當數據讀取完畢后，需要調用 close() 關閉文件。因為文件對象會占用資源，使用完畢后需要及時關閉釋放資源。

>>> f.close()

還有一種方法就是使用 with 語句，給被使用的文件創(chuàng)建一個上下文環(huán)境，這樣文件對象就能夠自動關閉。

>>> with open('some.txt', 'rt') as f:
...   data = f.read()
...

調用 read() 時一次性讀取全部內容，若是文件內容過大，可以使用 read(size) 固定大小循環(huán)讀取，每次最多讀取 size 字節(jié)的內容。readline() 函數，每次讀取一行內容，readlines() 讀取所有內容，但是按行返回 list。三者的使用，可根據實際的需求進行選擇。

二進制文件

讀取二進制的文件，需要使用 rb 的模式打開：

>>> f = open('image.jpg', 'rb')
>>> f.read()
b'\xff\xd8\xff\xe0\x00\x10JFIF\x00...'

從文件中讀取數據，需要注意編碼的問題。當編碼錯誤時，會拋出 UnicodeDecodeError 異常。比如：

>>> f = open('some.txt', 'rt', encoding='ascii')
>>> f.read()
Traceback (most recent call last):
 File "<stdin>", line 1, in <module>
 File "/usr/local/lib/python3.6/encodings/ascii.py", line 26, in decode    
  return codecs.ascii_decode(input, self.errors)[0]
UnicodeDecodeError: 'ascii' codec can't decode byte 0xcc in position 2: ordinal not in range(128)

這種情況下，通常為讀取文本指定的編碼不正確，需要確認文件編碼是否正確。如果編碼錯誤還是存在的話，可以給 open() 函數傳遞一個可選的 errors 參數來處理這些錯誤。比如：

>>> f = open('some.txt', 'rt', encoding='ascii', errors='replace') 
>>> f.read()
'Un��ic��o��de��'
>>> f = open('some.txt', 'rt', encoding='ascii', errors='ignore') 
>>> f.read()
'Unicode'

使用參數 errors 能夠處理編碼錯誤的問題，但是過程會覺得非常糟糕。這里提倡的是確保使用的是正確的編碼。模棱兩可的時候，使用默認的設置（通常是 UTF-8）。

壓縮文件

讀取 gzip 和 bz2 格式的壓縮文件時，可以使用 gzip 和 bz2 模塊。兩個模塊都為 open() 提供了另外的實現來解決讀取 gzip 和 bz2 兩個格式的壓縮文件的問題。例如讀取壓縮文件，示例如下：

>>> import gzip
>>> with gzip.open('some.gz', 'rt') as f: 
...   text=f.read()
   
>>> import bz2
>>> with bz2.open('some.bz2', 'rt') as f:
...   text=f.read()

文件寫入

文件寫入，同樣需要調用 open() 參數，但是指定的模式為 wt 或者 wb，用以表示寫文本文件或是二進制文件：

>>> f = open('some.txt', 'wt')
>>> f.write('Hello, world!')
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>>> f.close()

數據寫入完畢，同樣需要調用 close() 關閉文件對象。也可以 with 語句創(chuàng)建上下文，用以正常關閉文件對象。

類似的，寫入壓縮數據時，導入 gzip 或者 bz2 模塊：

>>> import gzip
>>> with gzip.open('some.gz', 'wt') as f: 
...   f.write(text)
   
>>> import bz2
>>> with bz2.open('some.bz2', 'wt') as f:
...   f.write(text)

寫入壓縮數據時，可選參數 compresslevel 可以指定一個壓縮等級。例如：

>>> with gzip.open('some.gz', 'wt', compresslevel=6) as f:
...   f.write(text)

compresslevel 參數默認值為 9，表示最高的壓縮等級。等級越低性能越好，但是壓縮程度也就越低。

使用 w 模式的 open() 函數，若打開的文件在寫入前有數據內容，則會被清除覆蓋。如果是要在已經存在的文件中添加內容的話，使用模式為 at 的 open() 函數。

涉及讀寫文件模式的定義及含義，內容如下：

具體更詳細的內容可以參考 Python 官方文檔。

參考資料

來源
David M. Beazley;Brian K. Jones.Python Cookbook, 3rd Edtioni.O'Reilly Media.2013.
Luciano Ramalho.Fluent Python.O'Reilly Media.2015.
“2. Built-in Functions”.docs.python.org.Retrieved 20 January 2020.
"gzip — Support for gzip files".docs.python.org.Retrieved 22 January 2020.
"bz2 — Support for bzip2 compression".docs.python.org.Retrieved 22 January 2020.
廖雪峰.“Python 教程”.liaoxuefeng.com.[2020-01-18].

以上為本篇的主要內容。希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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