python进⾏⽂件读写实例_Python基础_⽂件读写
⼀、I/O操作概述
I/O概述：
I/O在计算机中时指Input/Output，也就是Stream的输⼊与输出。我们通常说的输⼊与输出其实在操作系统中都是相对于内存⽽⾔
的，InputStream(输⼊流)是指数据从外部(⽹络、键盘、I/O设备)流进内存，OutputStream正好与之相反，数据从内存流出到外部。程序运⾏时，数据都是在哎内存中驻留，由CPU这个超级快的计算核⼼来执⾏，涉及到数据交换的地⽅就需要IO接⼝。
IO接⼝的提供以及⾼级编程语⾔中的IO操作的实现：
操作系统⼗个通⽤的软件程序，其通⽤⽬的如下：
硬件驱动、进程管理、内存管理、⽹络管理、安全管理、I/O管理
操作系统屏蔽了底层硬件，向上提供通⽤接⼝。因此，操作I/O的能⼒是由操作系统提供的，每⼀种编程语⾔都会把操作系统提供的低级C 接⼝封装起来供开发者使⽤，Python也不例外。
⼆、⽂件读写实现原理和操作步骤
1.⽂件读写实现原理：
由于操作I/O的能⼒是由操作系统提供的，且操作系统不允许普通程序直接操作磁盘，所以读写⽂件时需要操作系统打开⼀个对象，这个对象通常被称之为⽂件描述符--file descriptor，简称fd，这个就是我们在程序中要操作的⽂件对象。
通常⾼级编程语⾔会提供⼀个内置的函数，通过接收‘⽂件路径’、‘⽂件打开模式’等参数来打开⼀个⽂件对象，并返回该⽂件对象的⽂件描述符。因此通过这个函数我们就可以获取到要操作的⽂件对象，在Python中这个函数叫open()，在PHP中叫fopen()
2.⽂件读写操作步骤：
不同编程语⾔读写⽂件的操作步骤⼤体都⼀样，都分为以下⼏步：
1)打开⽂件，获取⽂件描述符；
2)操作⽂件描述符--读/写；
3)关闭⽂件。
3.需要注意的是：
⽂件读写操作完成后，应该及时关闭。⼀⽅⾯，⽂件对象会占⽤操作系统的资源，另⼀⽅⾯，操作系统对同⼀时间能够打开的⽂件描述符的数量是有限的，在linux操作系统上可以通过ulimit -n来查看这个现实数量。如果不能及时关闭⽂件，还可能造成数据丢失，因为将数据写⼊⽂件时，操作系统不会⽴即把数据写⼊磁盘，⽽是先把数据放到内存缓存区异步写⼊磁盘。当调⽤close⽅法时，操作系统才会保证把没有写⼊磁盘的数据全部写⼊到磁盘，否则可能会丢失数据。
三、Python3中⽂件打开模式
open(file, mode='r', buffering=None, encoding=None, errors=None, newline=None, closefd=True)
打开⽂件的参数通常有：⽂件路径名称、mode参数(即打开模式)、编码模式...
这⾥需要搞清楚的就是mode参数，也就是我们使⽤什么模式打开⼀个⽂件：
Python3源码中时这样解释的：
Python3源码⽂件其实对⽂件的打开模式进⾏了详细的英⽂阐述，这⾥⾮常建议⼤家⾃⼰打开builtins.py⽂件⾃⾏查看，我相信研究看懂的远远⽐看别⼈写的⽂章描述的更加深刻。
这⾥只是粘贴⼀部分打开模式的简单描述部分：
========= ===============================================================
Character Meaning
--------- ---------------------------------------------------------------
'r'      open for reading (default)
'w'      open for writing, truncating the file first
'x'      create a new file and open it for writing
'a'      open for writing, appending to the end of the file if it exists
'b'      binary mode
't'      text mode (default)
'+'      open a disk file for updating (reading and writing)
python怎么读的'U'      universal newline mode (deprecated)
========= ===============================================================
接下来我们队⼏个常见且重要的模式进⾏中⽂解析：
打开模式
描述
r
以只读模式打开⽂件，并将⽂件指针指向⽂件开头；如果⽂件不存在则报错。
w
以只写模式打开⽂件，并将⽂件指针指向⽂件开头；如果⽂件存在则将其情况并写⼊，如果⽂件不存在则创建
a
以只追加写模式打开⽂件，并将⽂件指针指向⽂件末尾；如果⽂件不存在则创建。
r+
在r的基础上增加可写功能
w+
在w的基础上增加可读功能
a+
在a的模式上增加可读功能
b
读写⼆进制⽂件(默认是t，表⽰⽂本模式)，需要与上⾯⼏种模式搭配使⽤，如：ab，wb，ab
x
创建⼀个新⽂件再打开它写⼊；如果⽂件已存在则报错。
思考1：r+、w+和a+都可以对⽂件进⾏读写，他们有何区别？
会覆盖当前⽂件指针所在位置的字符，如原来⽂件内容是“Hello World”，以r+模式打开⽂件写⼊“hi”则⽂件内容变成“hillo World”打开模式
详细描述
r+
会覆盖当前⽂件指针所在位置的字符，如原来⽂件内容是“Hello World”，以r+模式打开⽂件写⼊“hi”则⽂件内容变成“hillo World”
w+
w+在打开⽂件时就会先将⽂件内清空，再进⾏写⼊。
a+
该模式只能写在⽂件末尾，也就是在⽂件末尾进⾏追加写⼊。
思考2：为何要定义这些模式？为什么不能像word⽂档意义打开它之后既可读⼜可写还可以修改呢？
问题答案参考⽹上：
跟安全有关，有这种观点的⼤部分是做运维的朋友，他们认为这就像linux上的rwx(读、写、执⾏)权限。
跟操作系统内核管理I/O的机制有关，有这种观点的⼤部分是做C开发的，特别是与内核相关的开发⼈员。为了提⾼读写速度，要写⼊磁盘的数据会先放进内存缓冲区，之后再回写。由于可能会同时打开很多⽂件，当要回写数据时，需要遍历以打开的⽂件判断是否需要回写。他们认为如果打开⽂件时指定了读写模式，那么需要回写时，只要去查以“可写模式”打开的⽂件就可以了。
四、Python⽂件操作实例
读取⽂件open_test.py，该⽂件的字符编码为utf-8
Python3实现：
输出结果：
这⾥需要注意⼀点就是，我们在读写⽂件时候，特别是在读的时候⼤部分情况，如果⽂件路径不正确或者⽂件不存在，也就是不到⽂件，⼜或者是在进⾏⽂件操作时候出现I/O错误，就会报错。此时如果要保证代码的健壮性最好加上finally来实现错误捕捉以及及时关闭⽂件对象(优化代码如下)：
输出结果：
上⾯关闭⽂件的代码有时候很容易忘记，所以我们接下来使⽤Python with⽅法来完成⾃动关闭⽂件：
输出结果：
可以看到在with语句中⽂件时没有关闭的，只有出了with语句后⽂件会⾃动关闭
五、Python⽂件读取相关⽅法
对⽂件的读取操作需要将⽂件中的数据加载到内存中，⽽在上⾯所⽤到的read()⽅法会⼀次性的把⽂件中所有的内容全部加载到内存中。这显然是不合理的，如果我们读取的是⼀个⼤⽂件，有⼏个G的⽂件时，必然会耗光机器的内存或者直接报错，所以肯定有⼀些其他的读取⽅法来解决：
⽅法
描述
read()
⼀次性读取⽂件所有内容
read(size)
每次最多读取指定长度内容，在Python2中size指定是字节长度，⽽在Python3中size指定为字符长度readlines()
⼀次性读取⽂件所有内容，按⾏返回⼀个list
readline()
每次只读取⼀⾏内容
此外还有两个关于⽂件指针位置的⽅法：
⽅法
描述
seek()
将⽂件指针移动到指定字节位置
tell()
实例⼀：
输出结果：
实例⼆：

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