python 读写文件之 open 和 with open() 详细解析

python 读写文件之 open 和 with open() 详细解析



文章目录

  • python 读写文件之 open 和 with open() 详细解析
  • 1. open() 和 with open() 能打开不同的文件类型吗?
  • 2. 文本文件和二进制文件的区别
  • 2.1 文本文件 (Text Files)
  • 2.2 二进制文件 (Binary Files)
  • 区别
  • 3. 读文件
  • 3.1 使用 open() 和 close()
  • 3.2 使用with open()
  • 4. 写文件
  • 4.1 字符编码
  • 4.3 文件对象的属性
  • 5.需要注意的点

  • 当我们讨论文件操作时,通常会涉及到open()和close()这两个函数。在Python中,open()函数用于打开一个文件,并返回一个文件对象,而close()函数用于关闭之前打开的文件。然而,在实际编程中,使用with open()语句是一种更安全、更简洁的方式来处理文件操作。下面将详细介绍这些概念。


    1. open() 和 with open() 能打开不同的文件类型吗?

    open() 和 with open() 在 Python 中都能用来打开各种类型的文件,包括文本文件和二进制文件。它们之间的主要区别在于文件处理的方式和资源管理上,而不是它们能够打开的文件类型。

    不论使用 open() 还是 with open(),你都可以打开以下类型的文件:

    1. 文本文件:
      使用 ‘r’(读取模式)、‘w’(写入模式)、‘a’(附加模式)等文本模式来打开文件。
    2. 二进制文件:
      使用 ‘rb’(读取二进制模式)、‘wb’(写入二进制模式)、‘ab’(附加二进制模式)等二进制模式来打开文件。

    2. 文本文件和二进制文件的区别

    2.1 文本文件 (Text Files)

    文本文件是由一系列可打印的字符(如字母、数字、标点符号等)组成,这些字符按照某种编码标准(如 ASCII、UTF-8 等)表示。文本文件的主要特点包括:

  • 可读性:它们可以直接由人阅读和理解。
  • 通用性:大多数文本编辑器和处理器都能够打开和编辑文本文件。
  • 简单性:文本文件通常不包含复杂的格式化信息,如字体样式、颜色等。
  • 编码:文本文件需要使用一种字符编码方案来表示字符。常见的编码方案包括 ASCII、UTF-8、UTF-16 等。
  • 文本文件的例子包括纯文本文件(.txt)、源代码文件(如 .py、.java)、HTML 文件(.html)、Markdown 文件(.md)等。

    2.2 二进制文件 (Binary Files)

    非文本文件或二进制文件包含了不仅仅是可打印字符的信息,还包括了无法直接显示或解释的字节序列。这类文件的特点包括:

  • 不可读性:通常情况下,它们不能直接被人类阅读或理解,除非使用特定的工具或应用程序。
  • 复杂性:非文本文件可能包含复杂的格式化信息、图形数据、音频数据等。
  • 专用性:每种类型的非文本文件通常都需要相应的软件来打开和处理。
  • 格式:非文本文件通常具有特定的文件格式,如图像文件(.jpg、.png)、音频文件(.mp3、.wav)、视频文件(.mp4、.avi)以及文档文件(.docx、.pdf)等。
  • 区别

  • 处理方式:文本文件通常使用字符编码来表示内容,而二进制文件则是以字节序列的形式存储数据。
  • 编辑工具:文本文件可以用文本编辑器打开,而二进制文件需要特定的应用程序来解析和展示其内容。
  • 存储效率:对于大量数据,二进制文件通常比文本文件更节省空间,因为文本文件需要额外的字符编码开销。
  • 兼容性:文本文件更容易在不同的系统和平台上进行交换,而二进制文件可能由于平台差异导致兼容性问题。

  • 3. 读文件

    3.1 使用 open() 和 close()

    使用Python内置的open()函数,传入文件名和标示符:

    >>> f=open(r'F:\jupyter notebook files\text files.txt','r') #标示符'r'表示读
    

    如果文件不存在,open()函数就会抛出一个错误,并且给出错误码和详细的信息告诉你文件不存在:

    >>> f=open(r'F:\jupyter notebook files\text.txt','r')
    Traceback (most recent call last):
      File "<stdin>", line 1, in <module>
    FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: 'F:\\jupyter notebook files\\text.txt'
    

    调用read()方法可以一次读取文件的全部内容,Python把内容读到内存,用一个str对象表示:

    >>> contents=f.read()
    >>> print(contents)
    naruto
    bleach
    onepiece
    

    最后需要调用close()方法关闭文件。文件使用完毕后必须关闭,因为文件对象会占用操作系统的资源,并且操作系统同一时间能打开的文件数量也是有限的:

    >>> f.close()
    

    由于文件读写时都有可能产生IOError,一旦出错,后面的f.close()就不会调用。为了保证无论是否出错都能正确地关闭文件,我们可以使用try … finally来实现:

    try:
        f=open(r'F:\jupyter notebook files\text files.txt','r')
        contents=f.read()
        print(contents)
    finally:
        if f:
            f.close()
    

    输出如下:

    naruto
    bleach
    onepiece
    

    3.2 使用with open()

    每次都写close()比较繁琐,Python引入with语句,这样能够确保最后文件一定被关闭,且不用手动再调用close方法,效果和前面的try … finally是一样的。
    注意:

    1、调用read()会一次性读取文件的全部内容

    with open(r'F:\jupyter notebook files\text files.txt','r') as f:
        contents=f.read()
        print(contents)
    

    输出如下:

    naruto
    bleach
    onepiece
    

    2、调用readline()可以每次读取一行内容

    with open(r'F:\jupyter notebook files\text files.txt','r') as f:
        a=f.readline()
        print(a)
        
        b=f.readline()
        print(b)
        
        c=f.readline()
        print(c)
    

    输出如下:

    naruto
    
    bleach
    
    onepiece
    

    3、调用readlines()一次读取所有内容并按行返回list

    with open(r'F:\jupyter notebook files\text files.txt','r') as f:
        a=f.readlines()
        print(a)
    

    输出入下:

    ['naruto\n', 'bleach\n', 'onepiece']
    

    4. 写文件

    调用open()函数时,传入标识符’w’或者’wb’表示写文本文件或写二进制文件:

    with open(r'F:\jupyter notebook files\text files.txt','w') as f:
        a=f.write('attack on titan\n')
    

    要写入特定编码的文本文件,请给open()函数传入encoding参数,将字符串自动转换成指定编码。

    4.1 字符编码

    要读取非UTF-8编码的文本文件,需要给open()函数传入encoding参数,例如,读取GBK编码的文件:

    with open(r'F:\jupyter notebook files\gbk.txt', 'r', encoding='gbk') as f:
        a=f.read()
        print(a)
    

    输出如下:

    gbk文本
    

    遇到有些编码不规范的文件,你可能会遇到UnicodeDecodeError,因为在文本文件中可能夹杂了一些非法编码的字符。遇到这种情况,open()函数还接收一个errors参数,表示如果遇到编码错误后如何处理。最简单的方式是直接忽略

    with open(r'F:\jupyter notebook files\gbk.txt', 'r', encoding='gbk',errors='ignore') as f: #注意errors='ignore'
        a=f.read()
        print(a)
    

    4.2 读写方式列表

    模式 描述
    r 以只读方式打开文件。文件的指针将会放在文件的开头。这是默认模式
    rb 以二进制格式打开一个文件用于只读。文件指针将会放在文件的开头。这是默认模式。
    r+ 打开一个文件用于读写。文件指针将会放在文件的开头。
    rb+ 以二进制格式打开一个文件用于读写。文件指针将会放在文件的开头。
    w 打开一个文件只用于写入。如果该文件已存在则将其覆盖。如果该文件不存在,创建新文件。
    wb 以二进制格式打开一个文件只用于写入。如果该文件已存在则将其覆盖。如果该文件不存在,创建新文件。
    w+ 打开一个文件用于读写。如果该文件已存在则将其覆盖。如果该文件不存在,创建新文件。
    wb+ 以二进制格式打开一个文件用于读写。如果该文件已存在则将其覆盖。如果该文件不存在,创建新文件。
    a 打开一个文件用于追加。如果该文件已存在,文件指针将会放在文件的结尾。也就是说,新的内容将会被写入到已有内容之后。如果该文件不存在,创建新文件进行写入。
    ab 以二进制格式打开一个文件用于追加。如果该文件已存在,文件指针将会放在文件的结尾。也就是说,新的内容将会被写入到已有内容之后。如果该文件不存在,创建新文件进行写入。
    a+ 打开一个文件用于读写。如果该文件已存在,文件指针将会放在文件的结尾。文件打开时会是追加模式。如果该文件不存在,创建新文件用于读写。
    ab+ 以二进制格式打开一个文件用于追加。如果该文件已存在,文件指针将会放在文件的结尾。如果该文件不存在,创建新文件用于读写。

    4.3 文件对象的属性

    属性 描述
    file.read([size]) 将文件数据作为字符串返回,可选参数 size 控制读取的字节数
    file.readlines([size]) 返回文件中行内容的列表,size 参数可选
    file.write(str) 将字符串写入文件
    file.writelines(strings) 将字符串序列写入文件
    file.close() 关闭文件
    file.closed 表示文件已经被关闭,否则为 False
    file.mode Access 文件打开时使用的访问模式
    file.encoding 文件所使用的编码
    file.name 文件名
    file.newlines 未读取到行分隔符时为 None,只有一种行分隔符时为一个字符串,当文件有多种类型的行结束符时,则为一个包含所有当前所遇到的行结束的列表
    file.softspace 0 表示在输出一数据后,要加上一个空格符,1 表示不加。这个属性一般程序员用不着,由程序内部使用

    5.需要注意的点

  • 要读取非 UTF-8 编码的文本文件,需要给 open() 函数传入 encoding 参数。
  • 读取时调用 read() 将一次性读取文件的全部内容,如果文件有 10GB,内存就爆了,保险起见可以反复调用 read(size) 方法,每次最多读取 size 个字节的内容。
  • 调用 readline() 可以每次读取一行内容,调用 readlines() 一次读取所有内容并按行返回 list。
  • 根据需要调用:如果文件很小,read() 一次性读取最方便;如果不能确定文件大小,反复调用 read(size) 比较保险;如果是配置文件,调用 readlines() 更方便。
  • 作者:迷路爸爸180

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