文件（files）

本文为只字不差打字版 原文链接：https://github.com/selfteaching/the-craft-of-selfteaching 作者：李笑来

文件

我们需要处理的数据，一定是很多，所以才必须由计算机帮我们处理——大量的数据保存、读取、写入，需要的就是文件（Files）。在这一章里，我们只介绍最简单的文本文件。

创建一个文件，最简单的方式就是用Python 的内建函数open()。

open() 函数的官方文档很长，以下是个简化版：

open(file, mode='r')

第二个参数，mode，默认值是‘r’，可用的mode有以下几种：

参数字符	意义
'r'	只读模式
'w'	写入模式（重建）
'x'	排他模式 —— 如果文件已存在则打开失败
'a'	追加模式 —— 在已有文件末尾追加
'b'	二进制文件模式
't'	文本文件模式（默认）
'+'	读写模式（更新）

创建一个新文件，用这样一个语句就可以：

open('test-file.txt', 'w')

<_io.TextIOWrapper name='test-file.txt' mode='w' encoding='UTF-8'>

当然，更多的时候，我们会把这个函数的返回值，一个所谓的file object，保存到一个变量中，以便后面调用这个 file object 的各种 Method ，比如获取文件名file.name,比如关闭文件file.close():

f = open ('test-file.txt,'w')
print(f.name)
f.close()

test-file.txt

删除文件

删除文件，就得调用 os 模块了。删除文件之前，要先确认文件是否存在，否则删除命令会失败。

import os
f = open('text-file1.txt','w')
print(f.name)
f.close()#关闭文件，否则无法删除文件
if os.path.exists(f.name):
    os.remove(f.name)
    print(f' {f.name} deleted')
else:
    print(f' {f.name} does not exist.')

test-file1.txt
test-file1.txt delete.

读写文件

创建文件之后，我们可以用 f.write()把数据写入文件，也可以用f.read()读取文件。

f = open('test-file.txt','w')
f.write('first line\nsecond line\nthird line\n')
f.close()

f = open('test-file.txt','r') 
s = f.read()
print(s)
f.close()

first line
second line
third line

文件有很多行的时候，我们可以用 file.readline()操作，这个Method 每次调用，都会返回文件中的新一行。

f = open ('test-file.txt','w')
f.write('first line\nsecond line\nthird line\n')
f.close()

f = open('test-file.txt','r')
s = f.readline() #返回的是‘first line\n’
print(s)
s = f.readline() #返回的是'second line\n'
print(s)
f.close()

first line

second line

注意，返回结果好像跟你想的不太一样。这时候，之前见过的 str.strip()就派上用场了：

f = open ('test-file.txt','w')
f.write('first line\nsecond line\nthird line\n')
f.close()

f = open('test-file.txt','r')
s = f.readline().strip()  #返回的是‘first line\n’，'\n' 被去掉了……
print(s)
s = f.readline().strip() #返回的是'second line\n'，'\n' 被去掉了……
print(s)
f.close()

first line
second line

与之前相对的，我们可以使用 file.readlines()这个命令，将文件作为一个列表返回，列表中的每个元素对应着文件中的每一行：

f = open ('test-file.txt','w')
f.write('first line\nsecond line\nthird line\n')
f.close()

f = open('test-file.txt','r')
s = f.readlines() #返回的是一个列表，注意，readlines，最后的‘s’
print(s)
f.close()

['first line\n','second line\n','third line\n']

既然返回的是列表，那么就可以被迭代，逐一访问每一行：

f = open('test-file.txt', 'w')
f.write('first line\nsecond line\nthird line\n')
f.close()

f = open('test-file.txt', 'r')
for line in f.readlines():
    print(line)
f.close()

first line

second line

third line

与之相对的，我们也可以用 file.writelines() 把一个列表写入到一个文件中，按索引顺序（从0开始）逐行写入列表的对应元素：

a_list = ['first line\n','second line\n','third line\n']
f =open ('test-file.txt','w')
f.writelines(a_list)
f.close()

f = open('test-file.txt','r')
for line in f.readlines():
    print(line)
f.close()

first line

second line

third line

with 语句块

针对文件操作，Python 有个另外的语句块写法，更便于阅读：

with open(…) as f:
    f.write(…)
    …

这样就可以吧针对当前以特定模式打开的某个文件的各种操作都写入同一个语句块了：

import os

with open('test-file.txt', 'w') as f:
    f.write('first line\nsecond line\nthird line\n')
    
with open('test-file.txt', 'r') as f:
    for line in f.readlines():
        print(line)

if os.path.exists(f.name):
    os.remove(f.name)
    print(f'{f.name} deleted.')
else:
    print(f'{f.name} does not exist.')

first line

second line

third line

test-file.txt deleted.

另外，用with语句块的另外一个附加好处就是不用写 file.close()了……

另外一个完整的程序

若干年前，我在写某本书的时候，需要一个例子——用来说明"即便是结论正确，论证过程乱七八糟也不行!"

作者就是这样，主要任务之一就是给论点找例子找论据。找得到不仅恰当且又精彩的例子和论据的，就是好作者。后面这个“精彩”二字要耗费很多时间精力，因为它意味着说“要找到很多例子而后在里面选出最精彩的那个！”——根本不像很多人以为的那样，是所谓的"信手拈来"。
找了很多例子都不满意……终于有一天，我看到这么个说法：

如果把字母a记为1、b记为2、c记为3……z记为26，那么：

• knowledge = 96
• hardwork = 98
• attitude = 100
  所以结论是：
• 知识（knowledge）与勤奋（hardwork）固然都很重要；
  8 但是，决定成败的却是态度（attitude）！

结论虽然有道理——可这论证过程实在是太过分了罢……

我很高兴，觉得这就是个好例子！并且，加工一下，会让读者觉得很精彩——如果能找到一些按照同样的计算方式能得到100的单词，并且，一定会有很多负面意义的单词如此计算也等于100罢？然而，这种事情凭直觉是不够的，手工计算又会被累死……于是，面对如此荒谬的论证过程，我们竟然“无话可说”。

幸亏我是会写程序的人。所以，不会“干着急没办法”，我有能力让计算机帮我把活干了。

很快就搞定了，找到很多很多个如此计算加起来等于100的英文单词，其中包括：

• connivance(纵容)
• coyness（羞怯）
• impotence（阳痿）
• stress（压力）
• tuppence（微不足道的东西）
• ……

所以，决定成败的可以是“慌张”（flurry），甚至是“阳痿”（impotence）？还不明显是胡说八道嘛！

——精彩例子制作完毕，我把它放进了书里。

那，具体的过程是什么样的呢？

首先我得找到一个英文单词列表，很全的那种。这事用不着写程序，Google一下就可以了。我搜索的关键字是“english word list”，很直观吧？然后就找到一个：https://github.com/dwyl/english-words；这个链接里有一个words-alpha.txt文件，其中包括37，0101个单词，应该够用了！下载下来用程序处理就可以了！

因为文件每行一个单词，所以，就让程序打开文件，将文件读入一个列表，而后迭代这个列表，逐一计算那个单词每个字母所代表的数字，并加起来看看是否等于100？如果是，就将它们输出到屏幕……好像不是很难。

with open('words_alpha.txt','r')  as file:
    for word in file.readlines():
        pass#先用pass占个位，一会儿再写计算过程 

按照上面那说法，把a记为1,直至把z记为26,这事并不难,因为有ord函数啊——这个函数返回字符的Unicode编码：ord('a')的值97, 那按上面的说法，用ord('a') - 96就相当于得到了1这个数值……而ord('z') - 96就会得到26这个数值。

ord('a')

97

那么，计算knowledge这个字符串的的代码很简单：

word = 'knowledge'
sum = 0
for char in word:
    sum += ord(char) - 96
print(sum)

96

果然，得到的数值等于96——不错。把它写成一个函数罢：sum-of_word(word):

def sum_of_word(word):
    sum = 0
    for char in word:
        sum += ord(char) - 96
    return sum

sum_of_word('attitude')

100

那让程序就算把几十万行都算一遍也好像很简单了：

def sum_of_word(word):
    sum = 0
    for char in word:
        sum += ord(char) - 96
    return sum

with open('word_alpha.txt','r') as file:
    for word in file.readlines():
        if sum_of_word(word) == 100:
            print(word)

嗯？怎么输出结果跟想得不一样？找到的词怎么都“奇形怪状”的……而且，输出结果也没有attitude这个词.

插入个终止语句,break,把找到的第一个词中的每个字符和它所对应的值都拿出来看看?

def sum_of_word(word):
    sum = 0
    for char in word:
        sum += ord(char) - 96
    return sum

with open('words_alpha.txt', 'r') as file:
    for word in file.readlines():
        if sum_of_word(word) == 100:
            print(word)
            for c in word:
                print(c , ord(c)  - 96)
            break

abstrusenesses

a 1
b 2
s 19
t 20
r 18
u 21
s 19
e 5
n 14
e 5
s 19
s 19
e 5
s 19

-86

怎么会有个-86?!仔细看看输出结果，看到每一行之间都被插入了一个空行，想到应该是从文件里读出的行中，包含\n这种换行符^如果那样的话,那么ord('\n' - 96)返回的结果是-86呢,怪不得找到的词都"奇形怪状"的……

ord('\n') - 96

-86

改进一下呗……倒也简单，在计算前把读入字符串前后的空白字符都给删掉就好了，用str.strip()就可以了:

def sum_of_word(word):
    sum = 0
    for char in word:
        sum += ord(char) - 96
    return sum

with open('words_alpha.txt', 'r') as file:
    for word in file.readlines():
        if sum_of_word(word.strip()) == 100:
            print(word)

如果想把符合条件的词保存到一个文件result.txt里的话,那么:

def sum_of_word(word):
    sum = 0
    for char in word:
        sum += ord(char) - 96
    return sum

with open('results.txt', 'w') as result:
    with open('words_alpha.txt', 'r') as file:
        for word in file.readlines():
            if sum_of_word(word.strip()) == 100:
               result.write(word)

竟然这么简单就搞定了？！

这10行的代码，在几秒钟从370099 个英文单词中找到3770 个如此计算 100 的词汇。

喝着咖啡翻一翻result.txt,很快就找到了那些用来做反例格外恰当的词汇.

真无法想象当年的自己若是不懂编程的话,现在会是什么样子……

总结

这一章我们介绍了文本文件的基本操作：

• 打开文件,直接用内建函数,ope(),基本模式有r和w;
• 删除文件,得调用os.remove(),删除文件前最好确认文件确实存在……
• 读写文件分别有file.read()、file.readline() 、file.readlines()、 file.writelines();
• 可以用with把相关操作都放入同一个语句块……