深入解读Python如何进行文件读写

open

Python提供了非常方便的文件读写功能，其中open是读写文件的第一步，通过open读写文件的方式和把大象装冰箱是一样的

f = open("test.txt",'w')    #第一步，把冰箱门(文件)打开
f.write("this is content")  #第二步，把大象(文件内容)装进去
f.close()                   #第三步，把冰箱门关上，否则大象可能会跑掉

open的定义方式为

file=open(path,mode='r',buffering=-1,encoding=None)

其中，

• path为文件路径
• mode为读取模式，默认为r，即只读模式。
• buffering为缓冲区，由于内存的读写速度快于外设，所以大部分情况不用设，即不大于0。
• encoding为编码方式
• 最后，输出的file是一个文件对象。

其中，mode包括以下几种

r r+ w w+ a a+ b rb rb+ wb wb+ ab ab+

其中，b表示二进制，r表示读，w表示写，a表示追加。无论什么模式，有+则意味着可读可写。写入一般会覆盖原文件，追加则在原文件尾部开始写。如果文件不存在，w, w+, a, a+, wb会创建新文件。

文件对象

通过open创建的文件对象，除了用于关闭文件的close之外，有两组最常用的函数，即代表读写的read和write，分别用于读写，其区别如下

read write 读写整个文件
read(size)可读取size大小的文件 readline 每次读一行
由于write直接输入字符串，故不必设置writeline readlines writelines 前者按行读取文件，并存入一个字符串列表
writelines将一个字符串列表的形式写入文件

例如

>>> f = open('test.txt','w')
>>> f.writelines(['a','b','c\n','d'])
>>> f.close()
>>> f = open('test.txt','r')
>>> f.readlines()
['abc\n', 'd']      #在写lines的时候，并不会自动添加\n
>>> f.close()

根据我电脑的性能，读取500M的txt就要超过1s，读取2G的文件多半要报错。这个时候需要通过seek函数来指定偏移量，然后在偏移处的位置对文件进行读写操作。其输入为f.seek(offset,whence=0)

其中

• offset为偏移量
• whence为偏移方式，为0时表示绝对定位；为1时表示相对定位；为2表示从末尾定位。

从seek的视角来看，open文件时，如果用了w，则代表seek(0)，如果用了a，则代表seek(0,2)。

通过tell可以返回当前偏移量，相当于seek的对偶函数。

在对文件操作结束后，需要使用f.close()将缓存中的字符串写入硬盘；如果害怕发生意外，可以用f.flush()强制写入。

此外，文件对象的成员变量如下

name mode encoding error closed buffer 文件名 读写模式 编码方式 错误模式 是否已经关闭 缓冲区

此外还有三个判定函数

readable() writable() seekable 是否可读 是否可写 可否指定偏移量

with … as表达式

在写入文件时，如果忘了close或者flush，那么可能还有一些数据留在内存中，从而导致我们得到的文件是残缺的。

with as表达式可以通过调用对象中的__enter__方法和__exit__方法，来更加智能地调用close，从而免除了忘写close的麻烦。其调用方法为

with open('text.txt','w') as f:
    f.write("12345")

查看file.py，其__exit__函数正是close:

def __enter__(self):
    return self

def __exit__(self, type, value, traceback):
    self.close()

底层实现:os.open

open是非常方便的函数，但开销也很大，毕竟直接返回了一个文件对象。相比之下，其底层实现os.open返回的是一个整型的文件ID，对于在速度上有要求的频繁的文件读写操作，可以考虑使用。

os中，打开一个文件的方法为

fd = os.open(path, flags, mode=511, dir_fd=None)

其中，

• path为文件路径
• flags为打开标志，例如os.O_RDONLY代表只读、os.O_WRONLY代表只写
• mode表示文件权限，例如777代表任何人可读可写可执行；511代表文件创建者可读可执行，其他人只可读，这属于Linux的内容，日后可专门在Linux里说。
• dir_fd表示相对路径的规则，为自定义函数，比较少用。
• 最后，输出的fd是某个文件的标识。

其中，mode的取值可见于deepin和windows的手册，常用的标志如下，多个标志可通过|叠加，这一股浓郁的C风确认来自操作系统无疑了。

os.open open os.open open os.O_RDONLY ‘r' os.O_WRONLY ‘w' os.O_RDWR ‘r+' os.O_APPEND ‘a' os.O_CREAT 创建并打开

其中相关的函数还有：

os.fdopen(fd, mode, bufsize) 通过fd创建一个文件对象，并返回这个文件对象 os.read(fd, n) 从fd 中读取最多 n 个字节并返回，如果fd对应文件已达到结尾, 则返回空串。 os.write(fd, str) 将str写入fd，返回实际写入的字符串长度 os.fsync(fd) 强制将fd所对应的文件写入硬盘 os.close(fd) 关闭fd os.dup(fd) 复制fd os.dup2(fd, fd2) 将fd1所对应的文件复制给fd2 os.fstat(fd) 返回fd的状态 os.ftruncate(fd, length) 裁剪fd, length不大于文件尺寸 os.isatty(fd) 如果fd已经打开，同时与tty(-like)设备相连，则返回True, 否则False。 os.lseek(fd, pos, how) 设置fd当前位置为pos, how为修改方式，等同于前文中的whence

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