Python初學者必備的文件讀寫方法

這篇文章主要講解了“Python初學者必備的文件讀寫方法”，文中的講解內容簡單清晰，易于學習與理解，下面請大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來研究和學習“Python初學者必備的文件讀寫方法”吧！

一、如何將列表數據寫入文件

 ?先，我們來看看下?這段代碼，并思考：這段代碼有沒有問題，如果有問題的話，要怎么改？

li = ['python',' is',' a',' cat']
with open('test.txt','w') as f:
    f.write(li)

現在公布答案，這段代碼會報錯：

TypeError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-6-57e0c2f5a453> in <module>()
        1 with open('test.txt','w') as f:
----> 2  f.write(li)
TypeError: write() argument must be str, not list

以上代碼的想法是將list列表內容寫?txt?件中，但是報錯 TypeError: write() argument must be str。  

就是說，write()?法必須接受字符串（str）類型的參數。 Python中內置了str()?法，可以返回字符串版本的對象（Return a string version of object）。所以，上?的例?中，我們試試把 f.write(li) 改為 f.write(str(li)) ，先做?下字符串類型的轉化看看。代碼略。 這次沒有報錯了，但是打開?件就傻眼了吧，寫?的內容是“['python',' is',' a',' cat']”。怎么才能寫 成“python is a cat”呢？ ?件寫操作還有?個writelines()?法，它接收的參數是由字符串組成的序列（sequence），實際寫?的效果是將全部字符串拼接在?起。字符串本身也是?種序列，所以當參數是字符串的時候，writelines()?法等價于write()。

# 以下3種寫法等價，都是寫?字符串“python is a cat” 
In [20]: with open('test.txt','w') as f: 
    ...: f.writelines(['python',' is',' a',' cat']) 
    ...: f.writelines('python is a cat') 
    ...: f.write('python is a cat') 
# 以下2種寫法等價，都是寫?列表的字符串版本“['python',' is',' a',' cat']” 
In [21]: with open('test.txt','w') as f: 
    ...: f.write(str(['python',' is',' a',' cat'])) 
    ...: f.writelines(str(['python',' is',' a',' cat'])) 
# 作為反例，以下寫法都是錯誤的： 
In [22]: with open('test.txt','w') as f: 
    ...: f.writelines([2018,'is','a','cat']) # 含?字符串 
    ...: f.write(['python','is','a','cat']) # ?字符串

由上可知，當多段分散的字符串存在于列表中的時候，要?writelines()?法，如果字符串是?整段，那直 接使?write()?法。如果要以整個列表的形式寫??件，就使?str()?法做下轉化。 這個問題還沒結束，如果列表中就是有元素不是字符串，?且要把全部元素取出來，怎么辦呢？ 那就不能直接使?write()和writelines()了，需要先?for循環，把每個元素取出來，逐?str()處理。  

In [37]: content=[1,' is',' everything'] 
In [38]: with open('test.txt','w') as f: 
...: for i in content: 
...: f.write(str(i))

需要注意的是，writelines()不會?動換?。如果要實現列表元素間的換?，?個辦法是在每個元素后?加 上換?符“\n”，如果不想改變元素，最好是?for循環，在寫?的時候加在末尾：for i in content: f.writelines(str(i)+“\n”)   引申?下，經過實驗，數字及元祖類型也可以作為write()的參數，不需轉化。但是dict字典類型不可以， 需要先?str()處理?下。字典類型?較特殊，最好是?json.dump()?法寫到?件。   總結?下，write()接收字符串參數，適?于?次性將全部內容寫??件；writelines()接收參數是由字符串 組成的序列，適?于將列表內容逐?寫??件。str()返回Python對象的字符串版本，使?需注意。

二、如何從文件中讀取內容？

從?件中讀取內容有如下?法：

file.read([size]) 
從?件讀取指定的字節數，如果未給定或為負則讀取所有。 
file.readline([size]) 
讀取整?，包括 "\n" 字符。 
file.readlines([sizeint]) 
讀取所有?并返回列表，若給定sizeint>0，則是設置?次讀多少字節，這是為了減輕讀取壓?。

簡??之，在不傳參數的情況下，read()對應write()，讀取全部內容；readlines()對應writelines()，讀取 全部內容（含換?符）并以列表形式返回，每個換?的內容作為列表的?個元素。

In [47]: with open('test.txt','r') as f: 
...: print(f.read()) 
1 is everything. 
python is a cat. 
this is the end. 
In [48]: with open('test.txt','r') as f: 
...: print(f.readlines()) 
['1 is everything.\n', 'python is a cat.\n', 'this is the end.']

但是，以上兩個?法有個缺點，當?件過?的時候，?次性讀取太多內容，會對內存造成極?壓?。讀操作還有?個readline()?法，可以逐?讀取。

In [49]: with open('test.txt','r') as f: ...: print(f.readline()) 1 is everything.

readline()讀取第??就返回，再次調?f.readline()，會讀取下??。 這么看來，readline()太笨拙了。那么，有什么辦法可以優雅地讀取?件內容呢？ 回過頭來看readlines()?法，它返回的是?個列表。這不奇怪么，好端端的內容為啥要返回成列表呢？ 再想想writelines()?法，把字符串列表寫??件正是這家伙?的事，readlines()?法恰恰是它的逆操作！ ?writelines()?法要配合for循環，所以我們把readlines()與for循環結合，看看會怎樣。

In [61]: with open('test.txt','r') as f: 
    ...: for line in f.readlines(): 
    ...: print(line) 
1 is everything. 
python is a cat. 
this is the end. 
# 讀取內容包含換?符，所以要strip()去掉換?符 
In [62]: with open('test.txt','r') as f: 
    ...: for line in f.readlines(): 
    ...: print(line.strip()) 
1 is everything. 
python is a cat. 
this is the end.

總結?下，readline()?較雞肋，不咋?；read()適合讀取內容較少的情況，或者是需要?次性處理全部內容的情況；?readlines()?的較多，?較靈活，因為for循環是?種迭代器，每次加載部分內容，既減少內 存壓?，??便逐?對數據處理。

三、多樣需求的讀寫任務

前兩部分講了?件讀寫的??核??法，它們能夠起作?的前提就是，需要先打開?個?件對象，因為只有在?件操作符的基礎上才可以進?讀或者寫的操作。   打開?件?的是open()?法，所以我們再繼續講講這個?法。open() ?法?于打開?個?件，并返回?件對象，在對?件進?處理過程都需要使?到這個函數，如果該?件?法被打開，會拋出 OSError。

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

open()?法的參數?file（?件）是必需的，其它參數最常?的是mode（模式）和encoding（編碼）。 先說說encoding，?般來說，打開?件的編碼?式以操作系統的默認編碼為準，中?可能會出現亂碼，需要加encoding='utf-8'。

In [63]: with open('test.txt','r') as f: 
    ...: for line in f.readlines(): 
    ...: print(line.strip()) 
----------------------- 
UnicodeDecodeError Traceback (most recent call last) 
<ipython-input-63-731a4f9cf707> in <module>() 
    1 with open('test.txt','r') as f: 
----> 2 for line in f.readlines(): 
    3 print(line.strip()) 
UnicodeDecodeError: 'gbk' codec can't decode byte 0xa4 in positio n 26: illegal multibyte sequence 
In [65]: with open('test.txt','r',encoding='utf-8') as f: 
    ...: for line in f.readlines(): 
    ...: print(line.strip()) 
python is a cat.

再說mode，它指定?件打開的模式。

r'： 以只讀模式打開（缺省模式）（必須保證?件存在） 
'w'：以只寫模式打開。若?件存在，則清空?件，然后重新創建；若不存在，則新建?件。 
'a'：以追加模式打開。若?件存在，則會追加到?件的末尾；若?件不存在，則新建?件。 
常?的mode組合 
'r'或'rt'： 默認模式，?本讀模式 
'w'或'wt'： 以?本寫模式打開（打開前?件會被清空） 
'rb'： 以?進制讀模式打開 'ab'： 以?進制追加模式打開 
'wb'： 以?進制寫模式打開（打開前?件會被清空） 
'r+'： 以?本讀寫模式打開，默認寫的指針開始指在?件開頭, 因此會覆寫?件 
'w+'： 以?本讀寫模式打開（打開前?件會被清空） 
'a+'： 以?本讀寫模式打開（寫只能寫在?件末尾） 
'rb+'： 以?進制讀寫模式打開 
'wb+'： 以?進制讀寫模式打開（打開前?件會被清空） 
'ab+'： 以?進制讀寫模式打開

初看起來，模式很多，但是，它們只是相互組合罷了。建議記住最基本的w、r、a，遇到特殊場景，再翻看?下就好了。

四、從with語句到上下文管理器

基礎部分講完了，下?是進階部分。知其然，更要知其所以然。

1、with語句是初學者必會常識

?先，要解釋?下為啥前?直接就?了with語句。with語句是讀寫?件時的優雅寫法，這已經默認是Python初學者必會的常識了。如果你還不會，先看看?和不?with語句的對?：

# 不?with語句的正確寫法 
try: 
    f = open('test.txt','w') 
    f.writelines(['python',' is',' a',' cat']) 
finally: 
    if f: 
        f.close()
# 使?with語句的正確寫法 
with open('test.txt','w') as f:
    f.writelines(['python',' is',' a',' cat'])

因為?件對象會占?操作系統的資源，并且操作系統同?時間能打開的?件數量是有限的，所以open()?法之后?定要調?close()?法。另外，讀寫操作可能出現IO異常的情況，所以要加try...finally，保證?論如何，都會調?到close()?法。   這樣寫萬??失，但是實在繁瑣，?不??還可能漏寫或者寫錯。?with語句會保證調?close()，只需??代碼，簡直不要太優雅！所以，with語句是Python初學者必會技能。

2、什么是上下?管理器？

下?，重頭戲來了，什么是上下?管理器（context manager）？

上下?管理器是這樣?個對象：它定義程序運?時需要建?的上下?，處理程序的進?和退出，實現了上下?管理協議，即在對象中定義了 __enter__() 和 __exit__() ?法。 __enter__()：進?運?時的上下?，返回運?時上下?相關的對象，with 語句中會將這個返回值綁定到?標對象。 __exit__(exception_type, exception_value, traceback)：退出運?時的上下?，定義在塊執?（或終?）之后上下?管理器應該做什么。它可以處理異常、清理現場或者處理 with 塊中語句執?完成之后需要處理的動作。

注意 enter 和 exit 的前后有兩個下劃線，Python 中?帶了很多類似的?法，它們是很神秘?很強?的存在，江湖?常常稱其為“?魔法”。例如，迭代器協議就實現了__iter__?法。   在Python的內置類型中，很多類型都是?持上下?管理協議的，例如 file、thread.LockType、 threading.Lock 等等。上下?管理器?法獨?使?，它們要與 with 相結合，with 語句可以在代碼塊運?前進??個運?時上下?（執?__enter__?法），并在代碼塊結束后退出該上下?（執?__exit__?法）。   with 語句適?于對資源進?訪問的場合，確保不管使?過程中是否發?異常都會執?必要的“清理”操作，釋放資源，?如?件使?后?動關閉、線程中鎖的?動獲取和釋放等。  

3、?定義上下?管理器

除了Python的內置類型，任何?都可以定義??的上下?管理器。下?是?個示例：

class OpenFile(object):
    def __init__(self,filename,mode):
def open_file(name):
    ff = open(name, 'w')
    ff.write("enter now\n")
    try:
        yield ff
    except RuntimeError:
        pass
        ff.write("exit now")
        ff.close()
    with open_file('test.txt') as f:
        f.write('Hello World!\n')

最終寫??件的結果是：

enter now Hello World! exit now

上下?管理器必須同時提供 enter() 和 exit() ?法的定義，缺少任何?個都會導致 AttributeError。   上下?管理器在執?過程中可能會出現異常，exit() 的返回值會決定異常的處理?式：返回值等于 False，那么這個異常將被重新拋出到上層；返回值等于 True，那么這個異常就被忽略，繼續執?后?的代碼。exit() 有三個參數(exception_type, exception_value, traceback)，即是異常的相關信息。

4、contextlib實現上下?管理器

上例中，?定義上下?管理器的寫法還是挺繁瑣的，?且只能?于類級別。為了更好地輔助上下?管理，Python 內置提供了 contextlib 模塊，進?可以很?便地實現函數級別的上下?管理器。   該模塊本質上是通過裝飾器(decorators)和?成器(generators)來實現上下?管理器，可以直接作?于函數/對象，?不?去關? enter() 和 exit() ?法的具體實現。   先把上?的例?改造?下，然后我們再對照著解釋：

from contextlib import contextmanager 
 
@contextmanager
def open_file(name): 
    ff = open(name, 'w') 
    ff.write("enter now\n") 
    try: 
        yield ff 
    except RuntimeError: 
        pass 
    ff.write("exit now") 
    ff.close() 
with open_file('test.txt') as f: 
    f.write('Hello World!\n')

contextmanager 是要使?的裝飾器，yield 關鍵字將普通的函數變成了?成器。yield 的返回值（ff）等于上例__enter__()的返回值，也就是 as 語句的值（f），? yield 前后的內容，分別是__enter__() 和__exit__() ?法?的內容。   使? contextlib，可以避免類定義、__enter__() 和 __exit__() ?法，但是需要我們捕捉可能的異常（例如，yield 只能返回?個值，否則會導致異常 RuntimeError），所以 try...except 語句不能忽略。  

感謝各位的閱讀，以上就是“Python初學者必備的文件讀寫方法”的內容了，經過本文的學習后，相信大家對Python初學者必備的文件讀寫方法這一問題有了更深刻的體會，具體使用情況還需要大家實踐驗證。這里是億速云，小編將為大家推送更多相關知識點的文章，歡迎關注！