Python进阶教程笔记（五）读写文件

一、向Python程序输入内容

到目前为止，我们编写的程序都是直接运行的，在运行过程中并没有接收程序外部的输入。比如，通过Python程序，我们可以快速算出从1到100的乘法结果。

result = 1
for i in range(1, 101):
    result = result * i

print(result)

但是如果需要计算从1到200的乘法结果，则只能通过修改程序去实现。

result = 1
for i in range(1, 201):
    result = result * i

print(result)

如果可以通过输入，改变计算的范围，那就好了，input()函数可以接收外部的输入。

>>> num = input('please input number: ')
please input number: 201
>>> print(num) 
201

因此，通过input()函数，则可以改变上面程序运行的范围，注意：输入的是字符串，需要转型为数字类型。

num = input('please input number: ')

num = int(num)
result = 1
for i in range(1, num):
    result = result * i

print(result)

二、打开文本文件

通过print()可以从数据输出数据，通过input()可以向程序输入数据，但这些都是标准屏幕上的操作，本节课学习文件的读写操作。

Python 提供了open()函数，可以打开一个文件，得到一个文件file对象，而file对象提供相关的方法对文件内容进行读写等操作。

open()函数有若干个参数，比较重要的是以下三个参数：

1. 文件路径：指定需要打开的文件的文件路径
2. 打开模式：针对不同文件（二进制文件、文本文件）以及不同操作（读操作、写操作），会有不同的打开模式
3. 编码：设定打开文件的默认编码

常用的打开模式如下：

注意，为了安全操作文件，文件使用完毕后，需要使用close()函数正确关闭。 在当前目录下新建一个test.txt文件，并新建一个main.py，此时文件目录如下：

|-- test.txt
+-- main.py

f = open('test.txt', 'r') # 打开test.txt文件
type(f) # 打印f的类型(<class '_io.TextIOWrapper'>)
f.close() # 关闭文件

注意，在打开文本文件是并不需要特别指定模式t，因为默认就是以文本方式打开文件的。

三、打开二进制文件

除了文本以外，还有大量的非文本文件，比如图片、压缩文件、视频文件、音乐文件等等，这种文件统称为二进制文件，在Python中打开二进制文件，需要不同的打开模式。

f = open('test.jpg', 'rb')
f.close()

四、读取文件内容

打开文件之后，就可以读取文件的内容，文件对象提供多种读取文件内容的方法。 打开test.txt文件：

f = open('test.txt', 'r') # 打开test.txt文件
f.close() # 关闭文件

test.txt文件有以下内容

Hello World.
Hello Python.
Hello Imooc.

读取若干字符

文件对象提供read()方法，可以读取文件中的若干个字符，它提供一个参数size，可以指定读取字符的数量。

s = f.read(5)
print(s) # ==> Hello

当read()之后，访问文件的游标就会移动到第六个字符前面，此时，继续read，将得到Hello后面的结果。

s = f.read(6)
print(s) # ==> ' World'

读取一行

文件对象提供readline()方法，和read()方法类似，可以读取文件中的若干个字符，它也提供一个参数size，可以指定读取字符的数量，不过和read()方法不同的是，readline()方法遇到一行结束的时候，就会返回。

f.close()
f = open('test.txt', 'r') # 重新打开文件
s = f.readline(20)
print(s)  # ==> 'Hello World.\n'

可以看到，打印的内容并没有20个字符，readline最多返回一行的所有字符。

读取多行

文件对象提供readlines()方法，可以读取多行字符，返回一个列表。它提供一个hint参数，表示指定读取的行数，没有指定则默认以列表的形式返回文件所有的字符串。

f.close()
f.open('test.txt', 'r')
s = f.readlines()
print(s) # ==> ['Hello World.\n', 'Hello Python.\n', 'Hello Imooc.\n']

五、把字符串写入文件

要把字符串内容写入文件，需要使用w的模式打开文件。

f = open('test.txt', 'w')

写入若干字符

文件对象提供write方法向文件内写入若干字符，它接受一个字符串参数，表示需要写入的字符串。

f = open('test.txt', 'w')
f.write('Hello World\n')
f.close()

写入若干行

文件对象提供writelines()方法向文件内容写入多行数据，它接受一个列表，表示需要写入的字符串列表。

lines = ['Hello World\n', 'Hello Python\n', 'Hello Imooc\n']
f = open('test.txt', 'w')

f.writelines(lines)
f.close()

六、往文件追加内容

通过w的打开方式打开文件，会清空文件的内容，这在很多场景下是不合适的，比如写系统日志的时候，需要累积随时间推移的所有数据。

Python提供文件追加内容的打开模式，可以往文件尾部添加内容，又不清空文件原有的内容。

f = open('test.txt', 'a')
f.write('Hello Everyone\n')
f.close()

使用a的打开方式打开文件，文件游标默认是在文件的尾部，因此，可以便捷的往文件尾部添加内容，除此以外，文件对象还提供seek()方法，可以移动文件的游标位置，它接受一个参数，表示文件的位置，0：文件首部，1：当前位置，2：文件尾部，通过seek()可以把文件游标移动到文件首部但不删除文件的内容。

f = open('test.txt', 'a+')
content = f.readlines()
print(content) # ==> []
f.seek(0)
content = f.readlines()
print(content) # ==> ['Hello World\n', 'Hello Python\n', 'Hello Imooc\n']

第一次print(content)的时候，由于文件游标在文件的尾部，所以readlines()读取不到任何数据，打印了空的结果，第二次print(content)的时候，由于通过seek(0)，文件游标移动到了文件的首部，因此readlines()就返回了文件所有的内容。

七、正确关闭文件

在进行文件操作的时候，正确关闭一个文件非常重要，如果在文件读写后，没有正确关闭一个文件的话，则有可能导致文件损坏，文件内容丢失等问题。

在一般情况下，我们使用文件对象的close()方法，来关闭一个文件。 但是，使用close()方法，也不是100%安全的，如果在close()文件之前，程序异常退出了，那么文件也得不到正确的关闭。比如：

f = open('test.txt', 'a+')
exit(-1) # ==> 模拟程序异常退出
f.close() # ==> close语句永远的不到执行

在实际工程中，close()文件之前，为了正确关闭文件，需要考虑各种异常情况，这是非常麻烦的一件事，Python提供with关键字，可以免除这类后顾之忧。

with关键字对资源进行访问的场合，会确保不管在使用过程中是否发生异常，都会执行必要的“清理”的操作，释放资源，比如文件使用后自动关闭等等。

with的使用方法如下：

with open('test.txt', 'r') as f:
    content = f.readlines()
    for line in content:
        print(line)

当文件使用结束后，不需要显式的调用f.close()关闭文件。