本文介紹了Python I/O操作，包括文件讀取，文件寫入等操作。也是Python系列教程的最後一篇（共8篇）。

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1. 文件

1.1 打開文件

使用 open() 函數來打開一個文件

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

主要參數說明：

file：要打開的文件的名字（路徑）；
mode ：是一個可選參數，用於指定打開文件的模式。默認狀態爲 'r'，表示只讀。
返回值：返回一個對象，這個對象就代表了當前打開的文件；

注意：

如果目標文件和當前文件在同一級目錄下，則直接使用文件名即可；

file_name = 'demo.txt'
file_obj = open(file_name)

在windows系統使用路徑時，可以使用 / 來代替 \，或者可以使用 \\ 來代替 \。因爲 \ 在Python中是轉義字符；
也可以使用原始字符串；

file_name = 'hello\\demo.txt'
file_name = r'hello\demo.txt'
file_obj = open(file_name)

表示路徑，可以使用 .. 來返回一級目錄；

file_name = '../hello/demo.txt'
file_obj = open(file_name)

如果目標文件距離當前文件比較遠，此時可以使用絕對路徑。絕對路徑應該從磁盤的根目錄開始書寫；

file_name = r'C:\demo.txt'
file_obj = open(file_name) 
print(file_obj)

1.2 關閉文件

# 打開文件
file_name = 'demo.txt'
file_obj = open(file_name)

讀取文件
當我們獲取了文件對象以後，所有的對文件的操作都應該通過對象來進行。
read() 方法，用來讀取文件中的內容，它會將內容全部保存爲一個字符串返回。

content = file_obj.read()

關閉文件
close() 方法關閉文件；

file_obj.close()

爲避免文件打開，忘記關閉佔用系統內存的情況，可以使用 with...as... 結構；
在with語句中可以直接使用file_obj來做文件操作
文件只能在 with 中使用，一旦with結束則文件會自動 close()

file_name = 'demo.txt'

try:
    with open(file_name) as file_obj :
    	# 此時這個文件只能在with中使用，一旦with結束則文件會自動close()
        print(file_obj.read())
except FileNotFoundError:
    print(f'{file_name} 文件不存在~~')

1.3 文件的簡單讀取

1.3.1 基本用法

調用 open() 來打開一個文件，可以將文件分成兩種類型：

純文本文件（使用utf-8等編碼編寫的文本文件）；
二進制文件（圖片、mp3、ppt等這些文件）；

open() 打開文件時，默認是以文本文件的形式打開的，但是 open() 默認的編碼爲 None ，所以處理文本文件時，必須要指定文件的編碼。指定編碼之後就可以讀取中文文本文件了。

with open(file_name, encoding='utf-8') as file_obj:

1.3.2 大文件讀取

如果直接調用 read() 它會將文本文件的所有內容全部都讀取出來。如果要讀取的文件較大的話，會一次性將文件的內容加載到內存中，容易導致內存泄漏，所以對於較大的文件，不要直接調用 read()。

那麼如何解決？查看一下幫助：

file_name = r'C:\demo.txt'
try:
    with open(file_name, encoding='utf-8') as file_obj:
        help(file_obj.read)

except FileNotFoundError:
    print(f'{file_name}文件不存在！')

輸出：

Help on built-in function read:

read(size=-1, /) method of _io.TextIOWrapper instance
    Read at most n characters from stream.
    
    Read from underlying buffer until we have n characters or we hit EOF.
    If n is negative or omitted, read until EOF.

有輸出信息可知：read() 可以接收一個 size 作爲參數，該參數用來指定要讀取的字符的數量，默認值爲 -1，它會讀取文件中的所有字符。我們可以爲 size 指定一個值，這樣 read() 會讀取指定數量的字符，每一次讀取都從上次讀取到位置開始讀取，如果字符的數量小於 size，則會讀取剩餘所有的；如果已經讀取到了文件的最後了，則會返回“空串”。

注意：文本中的換行字符也會被計數！

file_name = r'D:\AliyunEDU\Part6-Python\03 函數 面向對象 異常處理\demo2.txt'
try:
    with open(file_name, encoding='utf-8') as file_obj:
        #help(file_obj.read)
        content = file_obj.read(-1)
        print(f'文本內容爲:\n\n{content}\n') # f-字符串格式化
        print(f'文本長度爲：{len(content)}')

except FileNotFoundError:
    print(f'{file_name}文件不存在！')

輸出：

文本內容爲:

鋤禾日當午
汗滴禾下土
誰知盤中餐
粒粒皆辛苦

文本長度爲：23
# 前三句各一個換行（回車）

大文件讀取：

# 讀取大文件的方式
file_name = 'demo.txt'

try:
    with open(file_name, encoding='utf-8') as file_obj:
        # 定義一個變量，來保存文件的內容
        file_content = ''
        # 定義一個變量，來指定每次讀取的大小
        chunk = 100
        # 創建一個循環來讀取文件內容
        while True:
            # 讀取chunk大小的內容
            content = file_obj.read(chunk)
			
			# 設置循環終止條件
            # 檢查是否讀取到了內容
            if not content: # content讀取完畢會返回空字符串，空字符串爲False，取反爲True
                # 內容讀取完畢，退出循環
                break

            # 查看讀取內容
            file_content += content

except FileNotFoundError :
    print(f'{file_name} 這個文件不存在！')

print(file_content)

分塊讀取，提高大文件讀取效率。

1.3.3 readline()

readline() 方法可以用來讀取一行內容；

with open(file_name , encoding='utf-8') as file_obj:
    # 讀取一行內容
    print(file_obj.readline(), end='')

readlines() 方法用於一行一行的讀取內容，它會一次性將讀取到的內容封裝到一個列表中返回；

import pprint
import os
file_name = 'demo.txt'

with open(file_name , encoding='utf-8') as file_obj:
    # readline()方法可以用來讀取一行內容
    # print(file_obj.readline())
    # print(file_obj.readline(),end='')
    
    # readlines()方法用於一行一行的讀取內容
    # r = file_obj.readlines()
    # pprint.pprint(r[0])

    for t in file_obj:
        print(t)

1.4 文件寫入

open() 打開文件時必須要指定打開文件所要做的操作（讀、寫、追加）；如果不指定操作類型，則默認是讀取文件，而讀取文件時是不能向文件中寫入的。
讀取模式說明：

t：表示讀取文本文件；
b：表示讀取二進制文件；

open() 文件讀取參數說明如下：

r：表示只讀的；rt 功能一樣；
rb：讀取二進制文件；
w ：表示是可寫的，使用 w 來寫入文件時，如果文件不存在會創建文件，如果文件存在則會截斷文件，截斷文件指刪除原來文件中的所有內容；wt 功能一樣；
a ：表示追加內容，如果文件不存在會創建文件，如果文件存在則會向文件中追加內容；
x ：用來新建文件，如果文件不存在則創建，存在則報錯；
+ ：爲操作符增加功能；
r+ ：即可讀又可寫，文件不存在會報錯；'r+b'打開文件而不會被截斷；
w+：
a+：

write() 方法向文件中寫入內容，如果操作的是一個文本文件的話，則 write() 需要傳遞一個字符串作爲參數，該方法會可以分多次向文件中寫入內容，寫入完成以後，該方法會返回寫入的字符的個數。

file_name = 'demo.txt'
# with open(file_name , 'w' , encoding='utf-8') as file_obj:
# with open(file_name , 'r+' , encoding='utf-8') as file_obj:
with open(file_name , 'x' , encoding='utf-8') as file_obj:
    file_obj.write('aaa\n')
    file_obj.write('bbb\n')
    file_obj.write('ccc\n')
    r = file_obj.write(str(123)+'123123\n')
    r = file_obj.write('今天天氣真不錯')
    print(r)

讀取文本文件時，size是以字符爲單位的；
讀取二進制文件時，size是以字節爲單位；

file_name = '敢問路在何方.flac'

with open(file_name , 'rb') as file_obj:
    # print(file_obj.read(100))

    # 將讀取到的內容寫出來
    # 定義一個新的文件
    new_name = 'aa.flac'

    with open(new_name , 'wb') as new_obj:

        # 定義每次讀取的大小
        chunk = 1024 * 100

        while True :
            # 從已有的對象中讀取數據
            content = file_obj.read(chunk)

            # 內容讀取完畢，終止循環
            if not content :
                break

            # 將讀取到的數據寫入到新對象中
            new_obj.write(content)

1.5 seek()和tell()

seek() 可以修改當前讀取的位置；此時如果再用read()方法，會從修改的位置之後繼續讀取；
seek()需要兩個參數

第一個是要切換到的位置
第二個計算位置方式
可選值：
1）0 ：從頭計算，默認值；
2）1 ：從當前位置計算；file_obj.seek(70,1)；
3）2 ：從最後位置開始計算；file_obj.seek(-10,2)，讀取文件最後10個數據；

tell()方法用來查看當前讀取的位置；

print('當前讀取到了 -->',file_obj.tell())

完整示例：

with open('demo2.txt','rt' , encoding='utf-8') as file_obj:
    # print(file_obj.read(100))
    # print(file_obj.read(30))

    # seek() 可以修改當前讀取的位置
    file_obj.seek(9)
    print(file_obj.read())

    # tell() 方法用來查看當前讀取的位置
    print('當前讀取到了 -->',file_obj.tell())

1.6 其他文件操作

os.listdir() 獲取指定目錄的目錄結構，需要一個路徑作爲參數，會獲取到該路徑下的目錄結構，默認路徑爲 . 當前目錄，該方法會返回一個列表，目錄中的每一個文件（夾）的名字都是列表中的一個元素。

os.listdir() 和 os.listdir('.') 功能是一樣的；
os.listdir('..') 返回當前文件目錄上一級三維文件目錄下的文件；

os.chdir() 切換當前所在的目錄，作用相當於 cd（os.chdir('c:/')）；
創建目錄：os.mkdir("a") ，在當前目錄下創建一個名字爲 aaa 的目錄；
刪除目錄：os.rmdir('abc')；
刪除文件：os.remove('aa.txt')；
os.rename('舊名字','新名字') 可以對一個文件進行重命名，也可以用來移動一個文件：
1）os.rename('aa.txt','bb.txt')；實現文件重命名；
2）os.rename('bb.txt','c:/users/34123/desktop/bb.txt')；蔣文佳移動到桌面；

此處只列出了一些常用的文件操作，如果在開發過程中有其他的需求，可以查閱官方文檔。

參考：https://edu.aliyun.com/course/1782

Python文件(I/O)操作詳解

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1. 文件

1.1 打開文件

1.2 關閉文件

1.3 文件的簡單讀取

1.3.1 基本用法

1.3.2 大文件讀取

1.3.3 readline()

1.4 文件寫入

1.5 seek()和tell()

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