Python08--文件读取及写入操作

有些时候我们在处理数据之后就会想将我们的数据保存到文件中，实现数据的持久化。而不仅仅是输出到我们的集成开发环境的控制台上（直接打印在控制台上并不能够实现保存我们数据的功能，只要我们的集成开发环境已关闭，或者是电脑关机，那么我们打印出来的数据也会随之消失），例如我们在使用print函数打印输出数据时，只是将我们的数据暂时存放到了内存中，并没有存放到硬盘上。数据的持久化方式有两种，一种是存放到数据库中（这种方式一般是二进制的数据才可以，如音视频等），另外一种就是以文件的形式（这种方式，可以存放文本字符数据，如中文字符等）。

我们一般使用代码处理的数据都是非结构化的数据，即存放的位置位置是文件里面，而不是数据库里面。

涉及到文件处理的代码或者是相关的操作，在计算机中一般称之为文件流操作。文件流的操作有文件的读取和文件的写入两个操作。然后我们操作的对象可以是字节流对象（处理的是二进制文件）也可以是字符流对象（处理的是文本文件）。

字节流的数据读取和字符流的数据读取不同，因为字节流不用考虑编码格式问题，而我们的字符流数据因为会有中文数据的存在，所以需要考虑到将编码格式修改成utf-8的格式。

一，文件的打开和读取

文件的打开，关闭与读写是文件的基本操作，需要注意是：数据写入完毕后需要将文件进行关闭，不仅是用来释放我们的计算机内存，也是为了我们后期在对文件进行其他操作时候可以执行成功，如果我们打开了一个文件，但是却没有去关闭，那么我们的程序就会默认我们的文件是打开，然后不管我们在对文件进行什么操作，都不会成功。说得再多，不如直接撸码来得直接，现在我们去使用代码来看一下具体的使用和效果：

1，打开文件

if __name__ == '__main__':
    f_or=open(r"F:\novels\English\computer.txt")  # 以只读的方式打开文件
    print(f_or)   # 若文件打开成功（函数调用成功），返回一个文件对象

我们现在只是简单的使用了open函数，并在里面传入了我们的文件路径进去即可实现打开文件的功能，然而事实上，该函数里面不止一个文件路径参数，还可以传入我们要使用的编码格式（encoding=""）来打开我们的文件，以及打开后希不希望外界去修改我们的文件（mode=""，如果不指定打开的模式，则默认使用只读模式打开文件）。那么文件的其他打开模式有哪些呢？我们来看如下表格：
r/rb只读模式。打开文件后只能读取,若文件不存在，则打开文件失败w/wb只写模式。若文件存在重写文件，否则创建该文件r+/rb+读取（更新）模式。若文件不存在，则打开文件失败w+/wb+读取（更新）模式。若文件不存在，则创建文件，已存在，则重写文件a/ab追加（更新）模式。以追加方式打开文件，只允许在该文件末尾追加数据，若文件不存在则，则创建新文件a+/ab+追加（更新）模式。和a/ab的使用差不多，作用一样
后面带有b的表示以二进制方式打开文件，+表示以更新的方式打开文件。

我们的mode关键字可以省略，直接传入文件的打开模式也是可以的。我们先做个了解，知道里面可以传入这些参数，我们认识了另外一个写入函数之后，再去对比一下这些mode打开模式的异同。

2，文件读取

1）使用read函数读取文件内容

①读取文本字符出现乱码，指定编码格式为utf8

如下，当我们使用如下代码打开我们含有字符文件 时，会发现无法正常显示出来中文内容，并出现了乱码：

if __name__ == '__main__':
    f_or=open(r"F:\novels\English\textdemo.txt",'r')  # 以只读的方式打开文件
    print(f_or.read())

那么我们该如何去去掉这个乱码？其实很简单，只需要在open函数最后再传入encoding="utf8"即可，如下：

if __name__ == '__main__':
    f_or=open(r"F:\novels\English\textdemo.txt",'r',encoding="utf8")  # 以只读的方式打开文件
    print(f_or.read())

在上面我们使用了read函数读取了文件textdemo.txt，我们使用的是默认的read方法，即不传入参数（或者是设置为-1），则一次性读取并返回文件中的所有数据。

如果我们在里面传入了参数值（数值类型），即设置了读取数据的字节数，那么就会读取文件中指定长度的数据：

2）使用readline函数读取文件内容

该函数只可以从指定文件中读取一行数据,如下：

if __name__ == '__main__':
    f_or=open(r"F:\novels\English\textdemo.txt",'r',encoding="utf8")  # 以只读的方式打开文件
    print(f_or.readline())

如上我们可以看到，我们使用readline方法读取文件只会返回第一行的数据内容，之后换行的数据并不会返回，如果想要返回第二行的数据，我们可以给一个循环，重复调用该函数，或者是写两次print函数来打印：

1，调用两次print函数：

if __name__ == '__main__':
    f_or=open(r"F:\novels\English\textdemo.txt",'r',encoding="utf8")  # 以只读的方式打开文件
    print(f_or.readline())
    print(f_or.readline())

2，使用for循环语句：

if __name__ == '__main__':
    f_or=open(r"F:\novels\English\textdemo.txt",'r',encoding="utf8")  # 以只读的方式打开文件
    for i in range (1,3):
        print(f_or.readline())

3）使用readlines函数读取文件内容

如果我们使用readlines方法取读取文件数据的话返回的就是个列表数据，在这一点上与之前的read方法和readline方法都很不同，它从之前的字符数据类型变成了列表类型的数据：

if __name__ == '__main__':
    f_or=open(r"F:\novels\English\textdemo.txt",'r',encoding="utf8")  # 以只读的方式打开文件
    print(f_or.readlines())   # 读取成功，返回一个列表

如上，我们可以看到，使用readlines方法返回的确实是列表类型的数据，结合之前学习的列表数据相关的知识，我们如果想要取出来数据的话可以使用遍历的方式取获取。

3，总结三个读取文件的方法

以上介绍了3个读取文件的方法，当我们的read函数不传入参数时，实现的效果就会和readlines方法是一样的，两个都会一次性读取我们文件里面的数据，很多人会说这样子感情好，可以直接一次性就把我们的文件读取出来，以后直接使用这两个方法就行。实际上并不推荐这两种方法的使用，因为它适合于所读取的文件较小的时候，但是当我们的文件较大，像大数据的文件，那是可能会突破GB的文件，如果我们使用了read（）和readlines（）方法的一次性读取我们的文件，则可能会耗尽我们的系统内存，因为我们的计算机的内存是有限的。所以为了保证读取安全，推荐多次去调用read(n)方法---n：表示每次读取n字节的数据。

二，文件的写入及关闭

通过以上的open方法和read方法的使用，我们现在能够成功的打开一个文件，并能看到里面的内容，之后如果我们想要往该文件中写入数据内容的话，该怎么做呢？首先就需要用到一种函数---文件写入函数，我们可以使用两个函数来分别写入数据到文件中：1，write函数；2，writelines函数

1，write函数（方法）

我们先来认识write函数，该函数可以将指定字符串写入文件中，格式为：write（data）---data表示我们需要写入文件的数据（字符串），如果数据写入成功，write方法会返回本次写入文件的数据的字节数。如下，我们使用该方法来将写入数据到我们的textdemo.txt文件中：

if __name__ == '__main__':
    context="The computer grade examination is divided into four levels. "  # 字符串数据
    f_or=open(r"F:\novels\English\textdemo.txt",'r',encoding="utf8")  # 以只读的方式打开文件
    f_or.write(context)  # 写数据

我们的代码如上，相信大家也发现了，我们的文件打开模式还是之前的只读模式，并且在这个文件模式下调用了write方法来进行写数据操作，想想结果会怎样？没错，结果就是会报错，如下：

如上，因为文件用得是只读模式打开，所以我们无法进行数据写入的操作，那么，如果想要写数据又该怎么办？是的，使用r+，w/w+或者是a/a+函数：

1，r+,读写（更新）模式

该模式如果调用写入方法成功，会将之前已经存在的数据进行覆盖，并且，如果所要操作的文件 如果不存在的话就会报错。

if __name__ == '__main__':
    context="r+...The computer grade examination is divided into four levels. "  # 字符串数据
    f_or=open(r"F:\novels\English\textdemo.txt",'r+',encoding="utf8")  # 以只读的方式打开文件
    f_or.write(context)  # 写数据

如果我想要在写的同时，也将写进去的文件内容输出到控制台的话就可以使用read函数来读取：

if __name__ == '__main__':
    context="r+...The computer grade examination is divided into four levels. "  # 字符串数据
    f_or=open(r"F:\novels\English\textdemo.txt",'r+',encoding="utf8")  # 以只读的方式打开文件
    f_or.write(context)  # 写数据
    print(f_or.read())   # 读数据并打印输出
    f_or.close()   #  关闭流，释放资源

如上，相信细心的大家也发现代码中多了一个close方法的调用。

2，close函数（方法）

该方法主要的作用就是用来关闭文件的，它和read（）方法一样，是文件对象的内置对象，可以使用close方法来关闭已打开的文件textdemo.txt。可能会有人说，我就喜欢把文件一直打开着，就不关闭，哎~~，反正看起来也没啥事发生，就是玩~~~。其实也不是不可以，但是我们计算机中可打开的文件数量是有限的，每打开一个文件，剩下可打开的文件数量就会减少1个，打开的文件是会占用系统资源的，若打开的文件过多，会降低系统性能。有些时候还会造成数据的丢失，因此，在编写代码时，应该在程序中主动关闭不再使用的文件。

但是有些时候我们写得代码多了，就会一不小心忘记了去调用close方法来关闭我们的还打开着的文件，即很容易遗漏文件关闭操作。python很贴心地为我们提供了一个with语句来预定义清理操作，实现文件的自动关闭等。使用with语句后，我们的代码可以进行如下修改：

if __name__ == '__main__':
    context="r+...The computer grade examination is divided into four levels. "  # 字符串数据
    with open(r"F:\novels\English\textdemo.txt",'r+',encoding="utf8") as  f: # 已读写（更新）的方式打开文件
        f.write(context)  # 写数据
        print(f.read())   # 读数据并打印输出

在上面的代码中，我们将打开文件后得到的文件对象使用as后的变量f来进行接受。使用了with语句之后我们的程序中无需再使用close方法关闭文件，因为我们的文件对象在使用完毕后，with语句会自动的帮我们关闭不用的文件。如此方便的with语句还不用起来？🐕接下来我们打开文件的方式都会使用with语句。

** 2,w只写模式**

我们继续去探索文件打开模式的异同，之前知道了r，r+模式打开文件，现在我们去认识并使用w模式打开文件，如下：

if __name__ == '__main__':
    context="w...The computer grade examination is divided into four levels. "  # 字符串数据
    with open(r"F:\novels\English\textdemo.txt",'w',encoding="utf8") as  f: # 以读写（更新）的方式打开文件
        f.write(context)  # 写数据
        print(f.read())   # 读数据并打印输出【会报错】

3,w+读写（更新）模式

虽然w+说是可读可写的文件打开模式，但是我们在读取文件的时候是没有返回内容的，这是个需要注意的地方，接下来我们使用代码来看一下效果：

if __name__ == '__main__':
    context="w+...hei,The computer grade examination is divided into four levels. "  # 字符串数据
    with open(r"F:\novels\English\textdemo.txt",'w+',encoding="utf8") as  f: # 以读写（更新）的方式打开文件
        f.write(context)  # 写数据
        print(f.readlines())   # 读数据并打印输出

4,a追加模式

追加模式打开的文件不能读取，且追加的内容是从第一行数据的末尾开始追加：

if __name__ == '__main__':
    context="a...hei,The computer grade examination is divided into four levels. "  # 字符串数据
    with open(r"F:\novels\English\textdemo.txt",'a',encoding="utf8") as  f: # 以读写（更新）的方式打开文件
        f.write(context)  # 写数据
        print(f.read())   # 读数据并打印输出

5,a+追加（更新）模式

a+模式和a模式一样，用于在文件里面以追加的形式添加数据，而不是覆盖的形式，但是它也和w+一样，都是无法打印出来文件中的数据：

if __name__ == '__main__':
    context="a+...hei,The computer grade examination is divided into four levels. "  # 字符串数据
    with open(r"F:\novels\English\textdemo.txt",'a+',encoding="utf8") as  f: # 以读写（更新）的方式打开文件
        f.write(context)  # 写数据
        print(f.read())   # 读数据并打印输出[无法打印出来]

3，writelines方法

writelines方法和write方法的不同之处在于它是用于将行列表写入文件，格式为：writelines（lines）--lines：表示写入文件中的数据，该参数可以是一个字符或者是字符串列表。值得注意的是，如果写入文件的数据在文件中需要换行，应该显式指定换行符，现在我们使用代码来查看具体的实现效果：

if __name__ == '__main__':
    context=".r+..hei,\nThe computer grade examination is " \
            "divided into four levels. "
    with open(r"F:\novels\English\textdemo.txt",'r+',encoding="utf8") as  f:
        f.writelines(context)  # 写数据
        print(f.read())   # 读数据并打印输出[无法打印出来]

以上就是文件处理的相关操作

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