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：

1.3 关闭文件

访问文件的步骤如下：

1. 打开文件
2. 读写文件
3. 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。

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

• 第 1 行和第 2 行，是第一次运行 log.py 产生的记录
• 第 3 行和第 4 行，是第二次运行 log.py 产生的记录