python语言IO编程

一、文件读写

1、文件的打开和关闭。在python语言中，文件的打开和关闭分别使用的是open函数和close函数，两者一般是配套使用。

open + close模式：需要手动编写关闭文件代码，如果没有手动关闭文件，会引发一系列的问题。

f = open('text.txt',encoding='utf8')
print(f.read())
f.close() #需要手动关闭文件

你好

with + open模式：这种模式下，不需要在手动编写关闭文件的程序代码（f.close()），程序会在执行完with结构体中的程序后自动关闭打开的文件。

with open('text.txt',encoding='utf-8') as f:
    print('读取文件信息:',f.read())
    
print('再次尝试读取文件:',f.read()) #文件已经被关闭，读取失败

读取文件信息: 你好
---------------------------------------------------------------------------
ValueError                                Traceback (most recent call last)
<ipython-input-16-dbc1a27d9d7b> in <module>
      2     print('读取文件信息:',f.read())
      3 
----> 4 print('再次尝试读取文件:',f.read())

ValueError: I/O operation on closed file.

2、open方法调用语法：

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

参数：

• file：必填，文件路劲（相对路径或者绝对路径）
• mode：可选，文件打开模式
• buffering：设置缓冲
• encoding：一般设置为‘utf8’
• errors：报错级别
• newline:区分换行符
• closefd：传入的file参数类型
• opener：可选

文件打开模式mode：

方法	含义	解释
r	read	读取（默认）
w	write	截断写入
a	append	在原内容后追加写入
x	exclusive	独占写入，文件存在会报错
b	binary	二进制模式
t	text	文本模式（默认）
+	扩展	扩展为读写模式

mode='rt'模式：这是文件打开默认模式，比如：

with open('text.txt',encoding='utf-8') as f:
    print('读取文件信息:',f.read())

读取文件信息: 你好

上例等效于：

with open('text.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f:
    print('读取文件信息:',f.read())

读取文件信息: 你好

mode='w'模式：它会将覆盖掉原来的数据，所以使用时需要小心。比如：

with open('text.txt',mode='w',encoding='utf-8') as f:
    f.write('hello world!')
    
with open('text.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f:
    print('读取文件信息:',f.read())

读取文件信息: hello world!

上例，原文件信息为“你好”，但在“截断写入w”模式下写入下，文件中保存到信息被覆盖，现在文件信息为：hello world！所以使用“截断写入w”模式时需要非常小心。

mode='a'模式：追加模式，它会保留原来文件信息，并在文件末尾追加新的信息。

with open('text.txt',mode='a',encoding='utf-8') as f:
    f.write('这是追加的内容')
    
with open('text.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f:
    print('读取文件信息:',f.read())

读取文件信息: hello world!这是追加的内容

mode='x'模式：它会创建一个新文件，并写入内容，如果文件存在会报错。

with open('text.txt',mode='x',encoding='utf-8') as f:
    f.write('这是独占写入模式')

---------------------------------------------------------------------------
FileExistsError                           Traceback (most recent call last)
<ipython-input-21-d1aaaa94b779> in <module>
----> 1 with open('text.txt',mode='x',encoding='utf-8') as f:
      2     f.write('这是独占写入模式')

FileExistsError: [Errno 17] File exists: 'text.txt'

错误提示，文件已经存在了。

3、读写方法

方法	作用
read([size])	读取指定字节的内容
readline([size])	读取一行内容
readlines([size])	读取多行内容，返回列表
write（s）	写入字符串
writelines（s）	写入数据，支持字符串也支持列表
tell()	获取当前文件位置
seek(n)	移动文件位置
close()	关闭文件

read方法：读取指定字节的内容，显示的是字符串。

with open('text.txt',mode='r',encoding='utf-8') as f:
    print(type(f.read()))
    f.seek(0)#文件指针回到初始位置
    print("读取到的内容为：",f.read())
    

<class 'str'>
读取到的内容为： hello world!这是追加的内容
123
456
789

readlines方法：读取多行内容，返回的是列表。

with open('text.txt',mode='r',encoding='utf-8') as f:
    print(type(f.readlines()))
    f.seek(0)#文件指针回到初始位置
    print("读取到的内容为：",f.readlines())

<class 'list'>
读取到的内容为： ['hello world!这是追加的内容\n', '123\n', '456\n', '789']

readline方法：读取一行内容。

with open('text.txt',mode='r',encoding='utf-8') as f:
    print(type(f.readline()))
    f.seek(0)#文件指针回到初始位置
    print("读取到的内容为：",f.readline())

<class 'str'>
读取到的内容为： hello world!这是追加的内容

writelines方法：将列表写入。

with open('text.txt',mode='a+',encoding='utf-8') as f:
    f.writelines(['123','你好'])
    f.seek(0)
    print(f.read())

hello world!这是追加的内容
123
456
789123123123123123123123你好

write方法：将字符串写入，注意写的是字符串。

with open('text.txt',mode='a+',encoding='utf-8') as f:
    f.write(['123','你好'])
    f.seek(0)
    print(f.read())

TypeError: write() argument must be str, not list

tell方法：获取当前文件位置。

with open('text.txt',mode='r',encoding='utf-8') as f:
    print("读取到的内容为：",f.readline())
    print("当前指针位置为：",f.tell())
    print("读取到的内容为：",f.readline())
    print("当前指针位置为：",f.tell())

读取到的内容为： key1kye2

当前指针位置为： 9
读取到的内容为： hello world!这是追加的内容

当前指针位置为： 43

二、输入和输出

1、input函数

input（）函数有且只有一个参数，在执行input() 函数时会暂停程序运行，同时等待键盘输入；直到回车被按下，函数的参数即为提示输入的类型永远是字符串型(str)。这里尤其需要注意。

a = input() #输入1
print(type(a))

1
<class 'str'>

如果没有注意input函数输入的类型是字符串，那可能会导致如下错误，比如在进行数字计算时。

a = input() #输入1
b = input() #输入2
print(a + b)#按理说应该是1 + 2 = 3，但结果显示的是12，这其实是字符串的拼接导致。

1
2
12

2、print函数

print(value, ..., sep=' ', end='\n', file=sys.stdout, flush=False)
    
    Prints the values to a stream, or to sys.stdout by default.
    Optional keyword arguments:
    file:  a file-like object (stream); defaults to the current sys.stdout.
    sep:   string inserted between values, default a space.
    end:   string appended after the last value, default a newline.
    flush: whether to forcibly flush the stream.

参数：

• value：是带输出的内容。
• sep：内容的分隔符。
• end：内容结尾符号。
• file：一个file-like对象，被输出的流。
• flush：是否强制刷新。

sep参数：内容的分隔符，默认情况下是空格’‘进行分割。

print(1,2,"hello",(1,2,3))

1 2 hello (1, 2, 3)

上例是默认情况下空格分隔，再看’-‘分割：

print(1,2,"hello",(1,2,3),sep='-')

1-2-hello-(1, 2, 3)

end参数：内容结尾符号，默认情况下是换行符’\n‘。

print(1,2,"hello",(1,2,3))
print(1,2,"hello",(1,2,3))

1 2 hello (1, 2, 3)
1 2 hello (1, 2, 3)

输出的内容自动换行了，若把默认换行符修改成空格，那么就显示在一行：

print(1,2,"hello",(1,2,3),end='')
print(1,2,"hello",(1,2,3))

1 2 hello (1, 2, 3)1 2 hello (1, 2, 3)

还可以任意修改，比如结尾是三个？？？：

print(1,2,"hello",(1,2,3),end='???')

1 2 hello (1, 2, 3)???

file参数：一个file-like对象，被输出的流，默认情况下值是sys.stdout，其实就是把想要输出的内容显示的解释器控制台。

要理解sys.stdout，我们需要知道标准流的概念。背景如下（维基百科）

在Unix之前的操作系统，程序必须明确指出链接到合适的输入和输出数据。对这当中的许多系统而言，这牵涉一些错综复杂而又与特定操作系统相关的事，是一件吓人的程序设计挑战。如控制环境设置、访问一个文件表格、决定区域数据集、和决定读卡器、磁带、磁盘、打印机、打卡机或交互式终端机。

Unix 提供许多开创产的进步，其中之一是提供 抽象设备 ：它免除了程序须要知道或在意它正与哪个设备沟通。 Unix 借由数据流的概念来消除这种复杂：一种数据字节的有序序列，直到读到文件结尾。程序员亦可依需求写入而无须宣告写入多少或如何组织。

另一个 Unix 突破为默认自动链接输入和输出－程序（和程序员）不用为了典型输入－处理－输出程序创建输入和输出。相对地，之前操作系统通常要求一些－有时复杂－工作控制语言（Job Control Language）以创建链接，或者，相者近似于协调的责任。

既然 Unix 提供标准流，Unix C 的运行环境被要求要支持它。结果不管什么操作系统， C 的运行环境（及 C 的派生）都提供类似功能。

python 中有三种标准输入输出流：sys.stdin（标准输入）、sys.stdout（标准输出）、sys.error（标准错误）

重定向

python中将标准输出重定向到某个文件当中：

with open('text.txt',mode='w',encoding='utf8') as f:
    print("这是我要输出的内容",file=f)

结果没有显示，然后打开'text.txt'后，可以查看到输出的信息。

输入重定向到python程序当中，比如有这样一个程序：test.py

while True:
    text = input()
    print(text)

有这样一个文本文件（txt.txt），信息如下：

hello world!
hello
123
456

在cmd命令环境下执行python语句（python test.py < txt），输入重定向到python程序当中：

E:\python\WordCloudPro\mytest>python test.py < txt
hello world!
hello
123
456
Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 5, in <module>
    text = input()
EOFError: EOF when reading a line

attempt to call a nil value

程序将文本文件（txt.txt）中的信息重定向到python程序中。

还可以在cmd命令环境下，把python程序中的输出信息和错误信息分别重定向到不同文件中：

python test.py 1>1.txt 2>error.txt

把输出信息定向到1.txt文件中，把错误信息重定向到error.txt文件中。

还可以在cmd命令环境下，把python程序中的输出信息重定向到某个文件中：

python test.py 1>1.txt 2>&1