6. 文件读写与 os 库

本章介绍 Python 中基本的文件读写功能，以及 os 标准库。由于涉及到文件操作会使用到文件路径，一般我们在文件读写中都需要加载该库。

import os

6.1. 读取文件

使用 open(file, mode='r', encoding=None, ...) 命令来读取文件，其中：

• file 是文件的（相对或绝对）路径

• mode 是读写模式，默认是读（'r'），也等同于 'rt'。

  参数	解释	参数	解释
  'r'	读取	'w'	写入（覆盖原内容）
  'a'	追加	'x'	创建（已存在或失败）
  'b'	二进制	't'	文本文件

  • 注意最后一行的 b/+ 与之前的 r/w/a/x 可以结合使用，比如 rb 是以二进制方式读取文件。

  • 关于 + 参数， w+ 与 w+b 将打开文件并清空内容。 模式 r+ 与 r+b 将打开文件而不清空内容。

• encoding 是文件读写时的编码，通常使用的是 'utf-8'。其默认值取决于所在的操作系统。

6.1.1. 普通读取：read() 与 readlines()

文件读取时，需要以 with open(...) as ... 的形式开启一个代码块。

下例给出了读取工作目录下 conf.py 文件的例子，使用了 read() 函数来读入整个文件。

# 以下路径等价于 os.path.join(os.getcwd(), "conf.py")
fpath = "conf.py"
with open(fpath, 'r', encoding='utf-8') as f:
    fstr_read = f.read()

fstr_read[:50]  # 显示前50个字符

'author = "wklchris"\ncopyright = "wklchris"\nexclude'

注意上列文件中保留了每一行末尾的换行符（\n）。

另一种方式是用 readlines() 将文件读成一个列表，每一行（不含换行符）作为列表的一项。但注意，你必须保证文件的大小不超过可用的内存大小。

fpath = "conf.py"
with open(fpath, 'r', encoding='utf-8') as f:
    fstr_readlines = f.readlines()

fstr_readlines[:3]  # 显示前3行

['author = "wklchris"\n',
 'copyright = "wklchris"\n',
 "exclude_patterns = ['_build', '**.ipynb_checkpoints']\n"]

再提示一下读者，如果想处理成一个每行为一项的列表，并去掉每行的行末的换行符，可以对 read() 的结果进行 splitlines 操作：

fstr_read.splitlines()[:3]

['author = "wklchris"',
 'copyright = "wklchris"',
 "exclude_patterns = ['_build', '**.ipynb_checkpoints']"]

6.1.2. 逐行读取：readline()

对于比较大的文件，函数 readline() 允许我们借助 Python 的迭代器特性来控制内存占用。例如：

with open (fpath, 'r', encoding='utf-8') as f:
    print(f.readline())
    print(f.readline())

author = "wklchris"
copyright = "wklchris"

因此，我们可以用循环语句来逐行读取：

with open (fpath, 'r', encoding='utf-8') as f:
    while True:
        line = f.readline()
        ...  # Do something
        if not line:
            break

或者一种等效的写法：

with open (fpath, 'r', encoding='utf-8') as f:
    for line in f:
        ...  # Do something

注意

文件流对象（例中的 f）拥有成员函数 tell() 与 seek()，可以移动迭代器”指针“的位置。由于我不推荐使用这种方法，这里就不作介绍了，有兴趣的同学可以自行查阅。

6.2. 写入文件

用 w 模式代替文件读取中的 r 模式、用 write() 命令代替 read()，即可实现写入：

# 向文件中写入全文字符串
with open(fpath, 'w', encoding='utf-8') as f:
    f.write(fstr_read)

类似地，我们也可以使用 writelines() 命令：

# 向文件中写入按行（含行尾换行符）划分的字符串列表
with open(fpath, 'w', encoding='utf-8') as f:
    f.writelines(fstr_readlines)