Python初學(xué)者必備的文件讀寫(xiě)方法

這篇文章主要講解了“Python初學(xué)者必備的文件讀寫(xiě)方法”，文中的講解內(nèi)容簡(jiǎn)單清晰，易于學(xué)習(xí)與理解，下面請(qǐng)大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來(lái)研究和學(xué)習(xí)“Python初學(xué)者必備的文件讀寫(xiě)方法”吧！

一、如何將列表數(shù)據(jù)寫(xiě)入文件

 ?先，我們來(lái)看看下?這段代碼，并思考：這段代碼有沒(méi)有問(wèn)題，如果有問(wèn)題的話，要怎么改？

li = ['python',' is',' a',' cat']
with open('test.txt','w') as f:
    f.write(li)

現(xiàn)在公布答案，這段代碼會(huì)報(bào)錯(cuò)：

TypeError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-6-57e0c2f5a453> in <module>()
        1 with open('test.txt','w') as f:
----> 2  f.write(li)
TypeError: write() argument must be str, not list

以上代碼的想法是將list列表內(nèi)容寫(xiě)?txt?件中，但是報(bào)錯(cuò) TypeError: write() argument must be str。  

就是說(shuō)，write()?法必須接受字符串（str）類(lèi)型的參數(shù)。 Python中內(nèi)置了str()?法，可以返回字符串版本的對(duì)象（Return a string version of object）。所以，上?的例?中，我們?cè)囋嚢?f.write(li) 改為 f.write(str(li)) ，先做?下字符串類(lèi)型的轉(zhuǎn)化看看。代碼略。 這次沒(méi)有報(bào)錯(cuò)了，但是打開(kāi)?件就傻眼了吧，寫(xiě)?的內(nèi)容是“['python',' is',' a',' cat']”。怎么才能寫(xiě) 成“python is a cat”呢？ ?件寫(xiě)操作還有?個(gè)writelines()?法，它接收的參數(shù)是由字符串組成的序列（sequence），實(shí)際寫(xiě)?的效果是將全部字符串拼接在?起。字符串本身也是?種序列，所以當(dāng)參數(shù)是字符串的時(shí)候，writelines()?法等價(jià)于write()。

# 以下3種寫(xiě)法等價(jià)，都是寫(xiě)?字符串“python is a cat” 
In [20]: with open('test.txt','w') as f: 
    ...: f.writelines(['python',' is',' a',' cat']) 
    ...: f.writelines('python is a cat') 
    ...: f.write('python is a cat') 
# 以下2種寫(xiě)法等價(jià)，都是寫(xiě)?列表的字符串版本“['python',' is',' a',' cat']” 
In [21]: with open('test.txt','w') as f: 
    ...: f.write(str(['python',' is',' a',' cat'])) 
    ...: f.writelines(str(['python',' is',' a',' cat'])) 
# 作為反例，以下寫(xiě)法都是錯(cuò)誤的： 
In [22]: with open('test.txt','w') as f: 
    ...: f.writelines([2018,'is','a','cat']) # 含?字符串 
    ...: f.write(['python','is','a','cat']) # ?字符串

由上可知，當(dāng)多段分散的字符串存在于列表中的時(shí)候，要?writelines()?法，如果字符串是?整段，那直 接使?write()?法。如果要以整個(gè)列表的形式寫(xiě)??件，就使?str()?法做下轉(zhuǎn)化。 這個(gè)問(wèn)題還沒(méi)結(jié)束，如果列表中就是有元素不是字符串，?且要把全部元素取出來(lái)，怎么辦呢？ 那就不能直接使?write()和writelines()了，需要先?for循環(huán)，把每個(gè)元素取出來(lái)，逐?str()處理。  

In [37]: content=[1,' is',' everything'] 
In [38]: with open('test.txt','w') as f: 
...: for i in content: 
...: f.write(str(i))

需要注意的是，writelines()不會(huì)?動(dòng)換?。如果要實(shí)現(xiàn)列表元素間的換?，?個(gè)辦法是在每個(gè)元素后?加 上換?符“\n”，如果不想改變?cè)?，最好?for循環(huán)，在寫(xiě)?的時(shí)候加在末尾：for i in content: f.writelines(str(i)+“\n”)   引申?下，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，數(shù)字及元祖類(lèi)型也可以作為write()的參數(shù)，不需轉(zhuǎn)化。但是dict字典類(lèi)型不可以， 需要先?str()處理?下。字典類(lèi)型?較特殊，最好是?json.dump()?法寫(xiě)到?件。   總結(jié)?下，write()接收字符串參數(shù)，適?于?次性將全部?jī)?nèi)容寫(xiě)??件；writelines()接收參數(shù)是由字符串 組成的序列，適?于將列表內(nèi)容逐?寫(xiě)??件。str()返回Python對(duì)象的字符串版本，使?需注意。

二、如何從文件中讀取內(nèi)容？

從?件中讀取內(nèi)容有如下?法：

file.read([size]) 
從?件讀取指定的字節(jié)數(shù)，如果未給定或?yàn)樨?fù)則讀取所有。 
file.readline([size]) 
讀取整?，包括 "\n" 字符。 
file.readlines([sizeint]) 
讀取所有?并返回列表，若給定sizeint>0，則是設(shè)置?次讀多少字節(jié)，這是為了減輕讀取壓?。

簡(jiǎn)??之，在不傳參數(shù)的情況下，read()對(duì)應(yīng)write()，讀取全部?jī)?nèi)容；readlines()對(duì)應(yīng)writelines()，讀取 全部?jī)?nèi)容（含換?符）并以列表形式返回，每個(gè)換?的內(nèi)容作為列表的?個(gè)元素。

In [47]: with open('test.txt','r') as f: 
...: print(f.read()) 
1 is everything. 
python is a cat. 
this is the end. 
In [48]: with open('test.txt','r') as f: 
...: print(f.readlines()) 
['1 is everything.\n', 'python is a cat.\n', 'this is the end.']

但是，以上兩個(gè)?法有個(gè)缺點(diǎn)，當(dāng)?件過(guò)?的時(shí)候，?次性讀取太多內(nèi)容，會(huì)對(duì)內(nèi)存造成極?壓?。讀操作還有?個(gè)readline()?法，可以逐?讀取。

In [49]: with open('test.txt','r') as f: ...: print(f.readline()) 1 is everything.

readline()讀取第??就返回，再次調(diào)?f.readline()，會(huì)讀取下??。 這么看來(lái)，readline()太笨拙了。那么，有什么辦法可以優(yōu)雅地讀取?件內(nèi)容呢？ 回過(guò)頭來(lái)看readlines()?法，它返回的是?個(gè)列表。這不奇怪么，好端端的內(nèi)容為啥要返回成列表呢？ 再想想writelines()?法，把字符串列表寫(xiě)??件正是這家伙?的事，readlines()?法恰恰是它的逆操作！ ?writelines()?法要配合for循環(huán)，所以我們把readlines()與for循環(huán)結(jié)合，看看會(huì)怎樣。

In [61]: with open('test.txt','r') as f: 
    ...: for line in f.readlines(): 
    ...: print(line) 
1 is everything. 
python is a cat. 
this is the end. 
# 讀取內(nèi)容包含換?符，所以要strip()去掉換?符 
In [62]: with open('test.txt','r') as f: 
    ...: for line in f.readlines(): 
    ...: print(line.strip()) 
1 is everything. 
python is a cat. 
this is the end.

總結(jié)?下，readline()?較雞肋，不咋?；read()適合讀取內(nèi)容較少的情況，或者是需要?次性處理全部?jī)?nèi)容的情況；?readlines()?的較多，?較靈活，因?yàn)閒or循環(huán)是?種迭代器，每次加載部分內(nèi)容，既減少內(nèi) 存壓?，??便逐?對(duì)數(shù)據(jù)處理。

三、多樣需求的讀寫(xiě)任務(wù)

前兩部分講了?件讀寫(xiě)的??核??法，它們能夠起作?的前提就是，需要先打開(kāi)?個(gè)?件對(duì)象，因?yàn)橹挥性?件操作符的基礎(chǔ)上才可以進(jìn)?讀或者寫(xiě)的操作。   打開(kāi)?件?的是open()?法，所以我們?cè)倮^續(xù)講講這個(gè)?法。open() ?法?于打開(kāi)?個(gè)?件，并返回?件對(duì)象，在對(duì)?件進(jìn)?處理過(guò)程都需要使?到這個(gè)函數(shù)，如果該?件?法被打開(kāi)，會(huì)拋出 OSError。

open(file, mode='r', buffering=-1, encoding=None, errors=None, newline=None, closefd=True, opener=None)

open()?法的參數(shù)?file（?件）是必需的，其它參數(shù)最常?的是mode（模式）和encoding（編碼）。 先說(shuō)說(shuō)encoding，?般來(lái)說(shuō)，打開(kāi)?件的編碼?式以操作系統(tǒng)的默認(rèn)編碼為準(zhǔn)，中?可能會(huì)出現(xiàn)亂碼，需要加encoding='utf-8'。

In [63]: with open('test.txt','r') as f: 
    ...: for line in f.readlines(): 
    ...: print(line.strip()) 
----------------------- 
UnicodeDecodeError Traceback (most recent call last) 
<ipython-input-63-731a4f9cf707> in <module>() 
    1 with open('test.txt','r') as f: 
----> 2 for line in f.readlines(): 
    3 print(line.strip()) 
UnicodeDecodeError: 'gbk' codec can't decode byte 0xa4 in positio n 26: illegal multibyte sequence 
In [65]: with open('test.txt','r',encoding='utf-8') as f: 
    ...: for line in f.readlines(): 
    ...: print(line.strip()) 
python is a cat.

再說(shuō)mode，它指定?件打開(kāi)的模式。

r'： 以只讀模式打開(kāi)（缺省模式）（必須保證?件存在） 
'w'：以只寫(xiě)模式打開(kāi)。若?件存在，則清空?件，然后重新創(chuàng)建；若不存在，則新建?件。 
'a'：以追加模式打開(kāi)。若?件存在，則會(huì)追加到?件的末尾；若?件不存在，則新建?件。 
常?的mode組合 
'r'或'rt'： 默認(rèn)模式，?本讀模式 
'w'或'wt'： 以?本寫(xiě)模式打開(kāi)（打開(kāi)前?件會(huì)被清空） 
'rb'： 以?進(jìn)制讀模式打開(kāi) 'ab'： 以?進(jìn)制追加模式打開(kāi) 
'wb'： 以?進(jìn)制寫(xiě)模式打開(kāi)（打開(kāi)前?件會(huì)被清空） 
'r+'： 以?本讀寫(xiě)模式打開(kāi)，默認(rèn)寫(xiě)的指針開(kāi)始指在?件開(kāi)頭, 因此會(huì)覆寫(xiě)?件 
'w+'： 以?本讀寫(xiě)模式打開(kāi)（打開(kāi)前?件會(huì)被清空） 
'a+'： 以?本讀寫(xiě)模式打開(kāi)（寫(xiě)只能寫(xiě)在?件末尾） 
'rb+'： 以?進(jìn)制讀寫(xiě)模式打開(kāi) 
'wb+'： 以?進(jìn)制讀寫(xiě)模式打開(kāi)（打開(kāi)前?件會(huì)被清空） 
'ab+'： 以?進(jìn)制讀寫(xiě)模式打開(kāi)

初看起來(lái)，模式很多，但是，它們只是相互組合罷了。建議記住最基本的w、r、a，遇到特殊場(chǎng)景，再翻看?下就好了。

四、從with語(yǔ)句到上下文管理器

基礎(chǔ)部分講完了，下?是進(jìn)階部分。知其然，更要知其所以然。

1、with語(yǔ)句是初學(xué)者必會(huì)常識(shí)

?先，要解釋?下為啥前?直接就?了with語(yǔ)句。with語(yǔ)句是讀寫(xiě)?件時(shí)的優(yōu)雅寫(xiě)法，這已經(jīng)默認(rèn)是Python初學(xué)者必會(huì)的常識(shí)了。如果你還不會(huì)，先看看?和不?with語(yǔ)句的對(duì)?：

# 不?with語(yǔ)句的正確寫(xiě)法 
try: 
    f = open('test.txt','w') 
    f.writelines(['python',' is',' a',' cat']) 
finally: 
    if f: 
        f.close()
# 使?with語(yǔ)句的正確寫(xiě)法 
with open('test.txt','w') as f:
    f.writelines(['python',' is',' a',' cat'])

因?yàn)?件對(duì)象會(huì)占?操作系統(tǒng)的資源，并且操作系統(tǒng)同?時(shí)間能打開(kāi)的?件數(shù)量是有限的，所以open()?法之后?定要調(diào)?close()?法。另外，讀寫(xiě)操作可能出現(xiàn)IO異常的情況，所以要加try...finally，保證?論如何，都會(huì)調(diào)?到close()?法。   這樣寫(xiě)萬(wàn)??失，但是實(shí)在繁瑣，?不??還可能漏寫(xiě)或者寫(xiě)錯(cuò)。?with語(yǔ)句會(huì)保證調(diào)?close()，只需??代碼，簡(jiǎn)直不要太優(yōu)雅！所以，with語(yǔ)句是Python初學(xué)者必會(huì)技能。

2、什么是上下?管理器？

下?，重頭戲來(lái)了，什么是上下?管理器（context manager）？

上下?管理器是這樣?個(gè)對(duì)象：它定義程序運(yùn)?時(shí)需要建?的上下?，處理程序的進(jìn)?和退出，實(shí)現(xiàn)了上下?管理協(xié)議，即在對(duì)象中定義了 __enter__() 和 __exit__() ?法。 __enter__()：進(jìn)?運(yùn)?時(shí)的上下?，返回運(yùn)?時(shí)上下?相關(guān)的對(duì)象，with 語(yǔ)句中會(huì)將這個(gè)返回值綁定到?標(biāo)對(duì)象。 __exit__(exception_type, exception_value, traceback)：退出運(yùn)?時(shí)的上下?，定義在塊執(zhí)?（或終?）之后上下?管理器應(yīng)該做什么。它可以處理異常、清理現(xiàn)場(chǎng)或者處理 with 塊中語(yǔ)句執(zhí)?完成之后需要處理的動(dòng)作。

注意 enter 和 exit 的前后有兩個(gè)下劃線，Python 中?帶了很多類(lèi)似的?法，它們是很神秘?很強(qiáng)?的存在，江湖?常常稱其為“?魔法”。例如，迭代器協(xié)議就實(shí)現(xiàn)了__iter__?法。   在Python的內(nèi)置類(lèi)型中，很多類(lèi)型都是?持上下?管理協(xié)議的，例如 file、thread.LockType、 threading.Lock 等等。上下?管理器?法獨(dú)?使?，它們要與 with 相結(jié)合，with 語(yǔ)句可以在代碼塊運(yùn)?前進(jìn)??個(gè)運(yùn)?時(shí)上下?（執(zhí)?__enter__?法），并在代碼塊結(jié)束后退出該上下?（執(zhí)?__exit__?法）。   with 語(yǔ)句適?于對(duì)資源進(jìn)?訪問(wèn)的場(chǎng)合，確保不管使?過(guò)程中是否發(fā)?異常都會(huì)執(zhí)?必要的“清理”操作，釋放資源，?如?件使?后?動(dòng)關(guān)閉、線程中鎖的?動(dòng)獲取和釋放等。  

3、?定義上下?管理器

除了Python的內(nèi)置類(lèi)型，任何?都可以定義??的上下?管理器。下?是?個(gè)示例：

class OpenFile(object):
    def __init__(self,filename,mode):
def open_file(name):
    ff = open(name, 'w')
    ff.write("enter now\n")
    try:
        yield ff
    except RuntimeError:
        pass
        ff.write("exit now")
        ff.close()
    with open_file('test.txt') as f:
        f.write('Hello World!\n')

最終寫(xiě)??件的結(jié)果是：

enter now Hello World! exit now

上下?管理器必須同時(shí)提供 enter() 和 exit() ?法的定義，缺少任何?個(gè)都會(huì)導(dǎo)致 AttributeError。   上下?管理器在執(zhí)?過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)異常，exit() 的返回值會(huì)決定異常的處理?式：返回值等于 False，那么這個(gè)異常將被重新拋出到上層；返回值等于 True，那么這個(gè)異常就被忽略，繼續(xù)執(zhí)?后?的代碼。exit() 有三個(gè)參數(shù)(exception_type, exception_value, traceback)，即是異常的相關(guān)信息。

4、contextlib實(shí)現(xiàn)上下?管理器

上例中，?定義上下?管理器的寫(xiě)法還是挺繁瑣的，?且只能?于類(lèi)級(jí)別。為了更好地輔助上下?管理，Python 內(nèi)置提供了 contextlib 模塊，進(jìn)?可以很?便地實(shí)現(xiàn)函數(shù)級(jí)別的上下?管理器。   該模塊本質(zhì)上是通過(guò)裝飾器(decorators)和?成器(generators)來(lái)實(shí)現(xiàn)上下?管理器，可以直接作?于函數(shù)/對(duì)象，?不?去關(guān)? enter() 和 exit() ?法的具體實(shí)現(xiàn)。   先把上?的例?改造?下，然后我們?cè)賹?duì)照著解釋：

from contextlib import contextmanager 
 
@contextmanager
def open_file(name): 
    ff = open(name, 'w') 
    ff.write("enter now\n") 
    try: 
        yield ff 
    except RuntimeError: 
        pass 
    ff.write("exit now") 
    ff.close() 
with open_file('test.txt') as f: 
    f.write('Hello World!\n')

contextmanager 是要使?的裝飾器，yield 關(guān)鍵字將普通的函數(shù)變成了?成器。yield 的返回值（ff）等于上例__enter__()的返回值，也就是 as 語(yǔ)句的值（f），? yield 前后的內(nèi)容，分別是__enter__() 和__exit__() ?法?的內(nèi)容。   使? contextlib，可以避免類(lèi)定義、__enter__() 和 __exit__() ?法，但是需要我們捕捉可能的異常（例如，yield 只能返回?個(gè)值，否則會(huì)導(dǎo)致異常 RuntimeError），所以 try...except 語(yǔ)句不能忽略。  

感謝各位的閱讀，以上就是“Python初學(xué)者必備的文件讀寫(xiě)方法”的內(nèi)容了，經(jīng)過(guò)本文的學(xué)習(xí)后，相信大家對(duì)Python初學(xué)者必備的文件讀寫(xiě)方法這一問(wèn)題有了更深刻的體會(huì)，具體使用情況還需要大家實(shí)踐驗(yàn)證。這里是億速云，小編將為大家推送更多相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的文章，歡迎關(guān)注！