Python 中的文件 IO 操作
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
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：
| 模式 | 描述 | 如果文件存在 | 如果文件不存在 |
|---|---|---|---|
| r | 以只读方式打开文件 | 保留原有内容，从文件头部开始读 | 抛出异常 FileNotFoundError |
| r+ | 以读写方式打开文件 | 保留原有内容，从文件头部开始读 | 抛出异常 FileNotFoundError |
| w | 以只写方式打开文件 | 删除原有内容，从文件头部开始写入 | 创建新文件 |
| w+ | 以读写方式打开文件 | 删除原有内容，从文件头部开始读写 | 创建新文件 |
| a | 以只写方式打开文件 | 保留原有内容，从文件尾部开始读写 | 创建新文件 |
| a+ | 以读写方式打开文件 | 保留原有内容，从文件尾部开始读写 | 创建新文件 |
1.3 关闭文件
访问文件的步骤如下：
- 打开文件
- 读写文件
- 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。
| 成员方法 | 功能 |
|---|---|
| close() | 关闭文件，关闭之后便不能再进行写入 |
| write(string) | 将字符串 string 写入文件 |
| read(count) | 从文件中读取一个字符串，至多读取 count 个字符 |
| tell() | 获取文件的当前访问位置 |
| seek(offset, from) | 改变文件的当前访问位置 |
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
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
imooc
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
imooc
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
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
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
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