预备小菜：Python入门之操作文件

文件的读写操作是数据分析经常遇到的场景，也是常见的I/O（Input/Output）场景。我们常用的一般是excel文件、txt文件、csv文件。单个的txt或者csv文件是比单个excel文件储存的行数多。不过Excel目前最大的支持的行数是1048756行，对于刚开始接触数据分析的人来说，是完全足够了，如果有成千万甚至上亿的数据时，会采用一些大数据相关的技术处理，并不是我们讲述的重点，所以我们就先用txt文件来演示一下，Python是如何读取和写入的。

读取文件

首先我们在电脑本地创建一个test.txt的文件，文件中写入四行内容，如图所示。

然后我们开始读取文件，在Python中提供了一个内置函数open()，它用于打开一个文件，创建一个file 对象，然后可以对file 对象进行读取操作。

test = open('test.txt', 'r')
print(test.read())
#代码结果：
hello
world
Python
数据分析

上面open()函数中有两个参数，第一个是文件的名称，可以使用相对路径，也可以使用绝对路径，如果使用相对路径则需要当前代码脚本文件和读取文件同一级目录，否则就是抛出一个FileNotFoundError的异常。

FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: 'test.txt'

第二个参是指的文件的打开方式，比如只读，写入或者追加等，如果不添加的话，默认是只读方式打开文件。在Python中文件打开方式多达10余种，常用的打开方式如表所示。

以上各种方式无法就是三个操作，读r（read），写w（write），追加a（append），如果带b表示操作的是二进制数据，二进制表示的文件在硬盘上存储的数据原始的样子。上面的示例使用二进制读取是这样的：

test = open("test.txt", 'rb')
print(test.read())
#代码结果：
b'hello\nworld\nPython\n\xe6\x95\xb0\xe6\x8d\xae\xe5\x88\x86\xe6\x9e\x90'

为什么使用二进制的数据呢？因为图片或视频文件是不能用字符串方式来显示，所以只能用二进制的方式来读写，而且二进制数据可以跨平台使用。

写入文件

在上一个小节，我们看到了12种文件打开方式用于读写操作，而且读写需要的mode不一样，那如果用只读模式打开，进行写操作会有什么样的结果呢？

test = open("test.txt", 'r')
word = '一个新字符串'
test.write(word)

运行结果呢，不出意外，报错

io.UnsupportedOperation: not writable

所以需要按照指定的文件打开方式：

test = open("test.txt", 'w')
word = '一个新字符串'
test.write(word)

这是打同级目录下的test.txt文件，发现只有一行文字，就是我们新写入的字符串。同样如果是用写的方式打开文件，进行文件的操作的时候也会同样报io异常:not readable。

注意：文件的写操作，默认的编码是系统编码，而最常用的中文window系统默认的编码格式是GBK，如果使用追加写的方式，原来文件内容字符编码的不统一的话，会产生乱码。所以有关写的操作的时候，最好在open()时指定字符编码，以免出现乱码。

最后我们再看下append的方式是怎么样的，继续使用上面的test.txt文件，继续写入：

test = open("test.txt", 'a')
word = '又一个新字符串'
test.write(word)

这时我们查看一下text.txt文件，文件内容是："一个新字符串又一个新字符串"，可见“a”方式是实现了追加写而不是覆盖写。

不过以上三个示例的写法并不规范，如果在代码中打开了某个文件，没有释放掉，其他的程序是无法操作文件，所以需要在最后关闭文件，而且在文件操作时候还需要进行异常处理，所以完善的写法应该是如下。

文件操作完整写法：

try:  
    test = open("test.txt", 'r', encoding="UTF8")  
    word = '又一个新字符串'  
    test.write(word)  
except Exception as e:  
    print("操作文件异常：{}".format(e))  
finally:
test.close()

如果每次操作文件的时候需要写try 捕获异常，还需要释放资源。这样代码显得很冗余，所以Python中还提供了一种方法就是with用法，会自动进行资源的获取和释放，用法也比较简单易懂。

文件操作完整写法：

with open("test.txt", 'a', encoding="UTF8") as test:
word = '又一个新字符串'
test.write(word)

with 语句实质是上下文管理，多用于文件操作、数据库连接操作等应用场景。

小结

多数情况下，操作的是excel文件，而操作excel文件会有很多专用的库，例如openpyxl等，这些内容等到后面需要的再讲到。

对于数据分析入门来讲，Python的这些基础知识就基本够用，当然它不仅仅能做数据分析，还可以开发web，也支持面向对象的编程方式，语言的深度远不止这些，感兴趣的可以自行找一些学习资料，毕竟现在网上最不缺的就是老师。

预备小菜的章节到这里就结束了，后面我们开始制作“大餐”。