Lesson 024 —— python 文件操作

open() 方法

Python open() 方法用于打开一个文件，并返回文件对象，在对文件进行处理过程都需要使用到这个函数，如果该文件无法被打开，会抛出 OSError。

注意：使用 open() 方法一定要保证关闭文件对象，即调用 close() 方法。

open() 函数常用形式是接收两个参数：文件名(file)和模式(mode)。

open(file, mode='r')

完整的语法格式为：

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

参数说明：

file: 必需，文件路径（相对或者绝对路径）。
mode: 可选，文件打开模式
buffering: 设置缓冲
encoding: 一般使用utf8.使用 b 模式打开，不能指定 encoding 编码。使用 t 模式，相当于使用 b 模式打开然后进行编码(使用 decode 进行解码)翻译。
errors: 报错级别
newline: 区分换行符。newline=‘ ’表示不进行转换（即\r\n 转换为 \n）。
closefd: 传入的file参数类型
opener:

mode 参数

模式	描述
t	文本模式 (默认)。
x	写模式，新建一个文件，如果该文件已存在则会报错。
b	二进制模式。
+	打开一个文件进行更新(可读可写)。
U	通用换行模式（不推荐）。
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。
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。一般用于非文本文件如图片等。
r+	打开一个文件用于读写。文件指针将会放在文件的开头。
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。一般用于非文本文件如图片等。
w	打开一个文件只用于写入。如果该文件已存在则打开文件，并从开头开始编辑，即原有内容会被删除。如果该文件不存在，创建新文件。
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打开文件，并从开头开始编辑，即原有内容会被删除。如果该文件不存在，创建新文件。一般用于非文本文件如图片等。
w+	打开一个文件用于读写。如果该文件已存在则打开文件，并从开头开始编辑，即原有内容会被删除。如果该文件不存在，创建新文件。
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打开文件，并从开头开始编辑，即原有内容会被删除。如果该文件不存在，创建新文件。一般用于非文本文件如图片等。
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。
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。
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。
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。

默认为文本模式，如果要以二进制模式打开，加上 b 。

file 对象

只要不是 read() 方法，其余的方法移动光标都是按字节计算。read() 方法按照字符计算。seek() 按字节调整光标，若要使用 seek() 其他模式（默认从头开始），使用二进制模式读入文件。

file 对象使用 open 函数来创建，下表列出了 file 对象常用的函数：

序号	方法及描述	描述
1	file.close()	关闭文件。关闭后文件不能再进行读写操作。
2	file.flush()	刷新文件内部缓冲，直接把内部缓冲区的数据立刻写入文件, 而不是被动的等待输出缓冲区写入。
3	file.fileno()	返回一个整型的文件描述符(file descriptor FD 整型), 可以用在如os模块的read方法等一些底层操作上。
4	file.isatty()	如果文件连接到一个终端设备返回 True，否则返回 False。
5	file.next()	返回文件下一行。
6	file.read([size])	从文件读取指定的字节数，如果未给定或为负则读取所有。
7	file.readline([size])	读取整行，包括 "\n" 字符。
8	file.readlines([sizeint])	读取所有行并返回列表，若给定sizeint>0，返回总和大约为sizeint字节的行, 实际读取值可能比 sizeint 较大, 因为需要填充缓冲区。
9	file.seek(offset[, whence])	设置文件当前位置。offset：开始的偏移量，也就是代表需要移动偏移的字节数。whence：可选，默认值为 0。给offset参数一个定义，表示要从哪个位置开始偏移；0代表从文件开头开始算起，1代表从当前位置开始算起，2代表从文件末尾算起。
10	file.tell()	返回文件当前位置，即文件指针当前位置。
11	file.truncate([size])]	从文件的首行首字符开始截断，截断文件为 size 个字符，无 size 表示从当前位置截断；截断之后后面的所有字符被删除，其中 Widnows 系统下的换行代表2个字符大小。
12	file.write(str)	将字符串写入文件，返回的是写入的字符长度。
13	file.writelines(sequence)	向文件写入一个序列字符串列表，如果需要换行则要自己加入每行的换行符。

文件对象属性

编号	属性	描述
1	file.closed	如果文件关闭则返回`true`，否则返回`false`。
2	file.mode	返回打开文件的访问模式。
3	file.name	返回文件的名称。

使用 with 操作文件

获取一个文件句柄，从文件中读取数据，然后关闭文件句柄。
如果不用with语句，代码如下：

file = open("/tmp/foo.txt")
data = file.read()
file.close()

这里有两个问题。一是可能忘记关闭文件句柄；二是文件读取数据发生异常，没有进行任何处理。下面是处理异常的加强版本：

file = open("/tmp/foo.txt")
try:
    data = file.read()
finally:
    file.close()

虽然这段代码运行良好，但是太冗长了。这时候就是with一展身手的时候了。除了有更优雅的语法，with还可以很好的处理上下文环境产生的异常。下面是with版本的代码：

with open("/tmp/foo.txt") as file:
    data = file.read()

这看起来充满魔法，但不仅仅是魔法，Python对with的处理还很聪明。基本思想是with所求值的对象必须有一个__enter__()方法，一个__exit__()方法。紧跟with后面的语句被求值后，返回对象的__enter__()方法被调用，这个方法的返回值将被赋值给as后面的变量。当with后面的代码块全部被执行完之后，将调用前面返回对象的__exit__()方法。

class Sample:
    def __enter__(self):
        print("In __enter__()")
        return "Foo"
 
    def __exit__(self, type, value, trace):
        print("In __exit__()")
 
def get_sample():
    return Sample()
 
with get_sample() as sample:
    print("sample:", sample)
    
# 结果
In __enter__()
sample: Foo
In __exit__()

enter()方法被执行
enter()方法返回的值 - 这个例子中是"Foo"，赋值给变量'sample'
执行代码块，打印变量"sample"的值为 "Foo"
exit()方法被调用

with真正强大之处是它可以处理异常。可能你已经注意到Sample类的__exit__方法有三个参数- val, type 和 trace。这些参数在异常处理中相当有用。实际上，在with后面的代码块抛出任何异常时，exit()方法被执行。正如例子所示，异常抛出时，与之关联的type，value和stack trace传给__exit__()方法，因此抛出的ZeroDivisionError异常被打印出来了。开发库时，清理资源，关闭文件等等操作，都可以放在__exit__方法当中。

打开大文件

with语句打开和关闭文件，包括抛出一个内部块异常。for line in f文件对象f视为一个迭代器，会自动的采用缓冲IO和内存管理，防止内存溢出。

#If the file is line based
with open(...) as f:
　　for line in f:
　　　　process(line) # <do something with line>