IO编程
读写文件是最常见的IO操作。Python内置了读写文件的函数,用法和C是兼容的。
读写文件前,我们先必须了解一下,在磁盘上读写文件的功能都是由操作系统提供的,现代操作系统不允许普通的程序直接操作磁盘,所以,读写文件就是请求操作系统打开一个文件对象(通常称为文件描述符),然后,通过操作系统提供的接口从这个文件对象中读取数据(读文件),或者把数据写入这个文件对象(写文件)。
读文件
要以读文件的模式打开一个文件对象,使用Python内置的open()函数,传入文件名和标识符
f=open(' ','r')
空格表示文件位置,‘r’表示读,这样就可以成功打开一个文件
如果文件不存在,open()就会抛出一个IOError错误,告诉你文件不存在
如果文件成功打开,接下来用read()方法可以一次性读取文件的 全部内容,Python把内容读到内存,用一个str对象表示
f.read()
最后一步是调用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。所以,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')
print(f.read())
finally:
if f:
f.close()
但是每次都这么写实在太繁琐,所以,Python引入了with
语句来自动帮我们调用close()
方法:
with open(' ', 'r') as f:
print(f.read())
这和前面的try ... finally
是一样的,但是代码更佳简洁,并且不必调用f.close()
方法。
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()
最方便
file-like Object
像open()
函数返回的这种有个read()
方法的对象,在Python中统称为file-like Object。除了file外,还可以是内存的字节流,网络流,自定义流等等。file-like Object不要求从特定类继承,只要写个read()
方法就行。
StringIO
就是在内存中创建的file-like Object,常用作临时缓冲。
二进制文件
前面讲的默认都是读取文本文件,并且是UTF-8编码的文本文件。要读取二进制文件,比如图片、视频等等,用'rb'
模式打开文件即可
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
写文件
写文件和读文件是一样的,唯一区别是调用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
StringIO和BytesIO
StringIO
很多时候,数据读写不一定是文件,也可以在内存中读写。
StringIO顾名思义就是在内存中读写str
要吧str写入StringIO,需要先创建一个StringIO,然后像文件一样写入即可
BytesIO
StringIO操作的只能是str,如果要操作二进制数据,就需要使用BytesIO
BytesIO实现了在内存中读写Bytes,我们创建一个BytesIO,然后写入一些bytes
>>> from io import BytesIO
>>> f = BytesIO()
>>> f.write('中文'.encode('utf-8'))
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>>> print(f.getvalue())
b'xe4xb8xadxe6x96x87'
请注意,写入的不是str,而是经过UTF-8编码的bytes。
和StringIO类似,可以用一个bytes初始化BytesIO,然后,像读文件一样读取:
>>> from io import BytesIO
>>> f = BytesIO(b'xe4xb8xadxe6x96x87')
>>> f.read()
b'xe4xb8xadxe6x96x87'
StringIO和BytesIO是在内存中操作str和bytes的方法,使得和读写文件具有一致的接口。
操作文件和目录
打开Python交互式命令行,我们来看看如何使用os
模块的基本功能:
>>> import os
>>> os.name # 操作系统类型
'posix'
如果是posix
,说明系统是Linux
、Unix
或Mac OS X
,如果是nt
,就是Windows
系统。
要获取详细的系统信息,可以调用uname()
函数
注意uname()
函数在Windows上不提供,也就是说,os
模块的某些函数是跟操作系统相关的。
环境变量
在操作系统中定义的环境变量,全部保存在os.environ这个变量中,可以直接查看
要获取某个环境变量的值,可以调用os.environ.get('key')
操作文件和目录
操作文件和目录的函数一部分放在os
模块中,一部分放在os.path
模块中,这一点要注意一下。查看、创建和删除目录可以这么调用:
# 查看当前目录的绝对路径:
>>> os.path.abspath('.')
'/Users/michael'
# 在某个目录下创建一个新目录,首先把新目录的完整路径表示出来:
>>> os.path.join('/Users/michael', 'testdir')
'/Users/michael/testdir'
# 然后创建一个目录:
>>> os.mkdir('/Users/michael/testdir')
# 删掉一个目录:
>>> os.rmdir('/Users/michael/testdir')
把两个路径合成一个时,不要直接拼字符串,而要通过os.path.join()
函数,这样可以正确处理不同操作系统的路径分隔符。在Linux/Unix/Mac下,os.path.join()
返回这样的字符串:
part-1/part-2
而Windows下会返回这样的字符串:
part-1part-2
同样的道理,要拆分路径时,也不要直接去拆字符串,而要通过os.path.split()
函数,这样可以把一个路径拆分为两部分,后一部分总是最后级别的目录或文件名
os.path.splitext()
可以直接让你得到文件扩展名,很多时候非常方便
Python的os
模块封装了操作系统的目录和文件操作,要注意这些函数有的在os
模块中,有的在os.path
模块中。
序列化