文件讀寫

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該主題包含 0 則回覆,有 1 個參與人,並且由  Teddy6 年, 9 月 前 最後更新。

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  • #1322

    Teddy
    參與者

    轉載自廖雪峰的官方網站

    讀寫檔是最常見的IO操作。Python內置了讀寫檔的函數,用法和C是相容的。
    讀寫檔前,我們先必須瞭解一下,在磁片上讀寫檔的功能都是由作業系統提供的,現代作業系統不允許普通的程式直接操作磁片,所以,讀寫檔就是請求作業系統打開一個檔物件(通常稱為檔描述符),然後,通過作業系統提供的介面從這個檔物件中讀取資料(讀檔),或者把資料寫入這個檔物件(寫檔)。
    讀文件
    要以讀檔的模式打開一個檔物件,使用Python內置的open()函數,傳入檔案名和標示符:
    >>> f = open('/Users/michael/test.txt', 'r')
    標示符’r’表示讀,這樣,我們就成功地打開了一個檔。
    如果檔不存在,open()函數就會拋出一個IOError的錯誤,並且給出錯誤碼和詳細的資訊告訴你檔不存在:

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

    如果檔打開成功,接下來,調用read()方法可以一次讀取檔的全部內容,Python把內容讀到記憶體,用一個str物件表示:

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

    最後一步是調用close()方法關閉檔。檔使用完畢後必須關閉,因為檔物件會佔用作業系統的資源,並且作業系統同一時間能打開的檔數量也是有限的:
    >>> f.close()
    由於檔讀寫時都有可能產生IOError,一旦出錯,後面的f.close()就不會調用。所以,為了保證無論是否出錯都能正確地關閉檔,我們可以使用try … finally來實現:

    try:
        f = open('/path/to/file', 'r')
        print(f.read())
    finally:
        if f:
            f.close()

    但是每次都這麼寫實在太繁瑣,所以,Python引入了with語句來自動幫我們調用close()方法:

    with open('/path/to/file', 'r') as f:
        print(f.read())

    這和前面的try … finally是一樣的,但是代碼更佳簡潔,並且不必調用f.close()方法。
    調用read()會一次性讀取檔的全部內容,如果檔有10G,記憶體就爆了,所以,要保險起見,可以反復調用read(size)方法,每次最多讀取size個位元組的內容。另外,調用readline()可以每次讀取一行內容,調用readlines()一次讀取所有內容並按行返回list。因此,要根據需要決定怎麼調用。
    如果檔很小,read()一次性讀取最方便;如果不能確定檔大小,反復調用read(size)比較保險;如果是設定檔,調用readlines()最方便:

    for line in f.readlines():
        print(line.strip()) # 把末尾的'\n'刪掉
    file-like Object

    像open()函數返回的這種有個read()方法的物件,在Python中統稱為file-like Object。除了file外,還可以是記憶體的位元組流,網路流,自訂流等等。file-like Object不要求從特定類繼承,只要寫個read()方法就行。
    StringIO就是在記憶體中創建的file-like Object,常用作臨時緩衝。
    二進位檔案
    前面講的默認都是讀取文字檔,並且是UTF-8編碼的文字檔。要讀取二進位檔案,比如圖片、視頻等等,用’rb’模式打開檔即可:

    >>> f = open('/Users/michael/test.jpg', 'rb')
    >>> f.read()
    b'\xff\xd8\xff\xe1\x00\x18Exif\x00\x00...' # 十六進位表示的位元組

    字元編碼
    要讀取非UTF-8編碼的文字檔,需要給open()函數傳入encoding參數,例如,讀取GBK編碼的檔:

    >>> f = open('/Users/michael/gbk.txt', 'r', encoding='gbk')
    >>> f.read()
    '測試'

    遇到有些編碼不規範的檔,你可能會遇到UnicodeDecodeError,因為在文字檔中可能夾雜了一些非法編碼的字元。遇到這種情況,open()函數還接收一個errors參數,表示如果遇到編碼錯誤後如何處理。最簡單的方式是直接忽略:
    >>> f = open('/Users/michael/gbk.txt', 'r', encoding='gbk', errors='ignore')
    寫文件
    寫檔和讀檔是一樣的,唯一區別是調用open()函數時,傳入識別字’w’或者’wb’表示寫文字檔或寫二進位檔案:

    >>> f = open('/Users/michael/test.txt', 'w')
    >>> f.write('Hello, world!')
    >>> f.close()

    你可以反復調用write()來寫入檔,但是務必要調用f.close()來關閉文件。當我們寫檔時,作業系統往往不會立刻把資料寫入磁片,而是放到記憶體緩存起來,空閒的時候再慢慢寫入。只有調用close()方法時,作業系統才保證把沒有寫入的資料全部寫入磁片。忘記調用close()的後果是資料可能只寫了一部分到磁片,剩下的丟失了。所以,還是用with語句來得保險:

    with open('/Users/michael/test.txt', 'w') as f:
        f.write('Hello, world!')

    要寫入特定編碼的文字檔,請給open()函數傳入encoding參數,將字串自動轉換成指定編碼。

    小結
    在Python中,檔讀寫是通過open()函數打開的檔物件完成的。使用with語句操作檔IO是個好習慣。

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