Python回顾与整理7：文件和输入输出
0.说明python
主要是下面的内容：
程序员
文件对象：内建函数、内建方法、属性json
标准文件bash
文件系统：访问方法、文件执行数据结构
持久化存储ide
标准库中与文件有关的模块函数
1.文件对象测试
文件对象是用来访问文件的接口，而文件只是连续的字节序列，数据的传输常常会用到字节流，不管字节流是由单个字节仍是大块数据组成。
编码
2.文件内建函数（open()和file()）spa
内建函数open()以及file()提供了初始化输入/输出（I/O）操做的通用接口，若是打开文件成功，则会返回一个文件对象，不然会引起IOError异常，open()和file()并无任何区别，能够任意替换，基本语法以下：
file_object = open(file_name, access_mode='r', buffering=-1)
说明以下：
file_name：包含要打开的文件名的字符串表示，能够是相对路径或绝对路径
access_mode：访问模式，可选参数，若是没有指定，默认值为'r'（字符串表示）
访问模式主要有下面几种：
| 模式 | 说明 |
| 'r' | 读取，文件必需要存在 |
| 'w' | 写入，文件存在则清空原来文件内容再写入；文件不存在则自动建立该文件并写入内容 |
| 'a' | 追加，文件存在只会在文件后面追加数据；文件不存在则自动建立该文件并写入内容 |
| '+' | 表示可读可写，但不能单独使用，通常与'r'一块儿使用 |
| 'b' | 以二进制模式访问文件，但不能做为第一个字符出现，对于Unix系统来讲，可能会被忽略掉，由于Unix系统默认把全部文件看成进制文件，因此使用'b'模式时，通常是但愿在全部系统平台上都是用二进制模式来访问文件（好比在Windows上） |
| 'U' | 通用换行符支持（UNS），用来处理不一样操做系统平台上的换行符（\n,\r或者\r\n），使用该模式时，文件对象的newlines属性会记录它曾“看到的”文件的行结束符，文件刚打开时，程序尚未遇到换行符，newlines值为None，在文件第一行被读取后，它被设置为第一行的结束符，若是遇到其余类型的行结束符，newlines会成为一个包含每种格式的元组。 不过须要注意的是，UNS中用于读取文本文件，没有对应的处理文件输出的方法。默认状况下该模式是打开的，若是不须要，能够在执行脚本文件时使用参数--without-universal-newlines |
经常使用的访问模式组合以下：
| 文件对象的访问模式 |
|
| 文件模式 | 操做 |
| r | 以读方式打开 |
| rU或U | 以读方式打开，同时提供通用换行符支持 |
| w | 以写方式打开（必要时清空） |
| a | 以追加模式打开（从EOF开始，必要时建立新文件） |
| r+ | 以读写模式打开 |
| w+ | 以读写模式打开（参见w） |
| a+ | 以读写模式打开（参见a） |
| rb | 以二进制读模式打开 |
| wb | 以二进制写模式打开（参见w） |
| ab | 以二进制追加模式打开（参见a） |
| rb+ | 以二进制读写模式打开（参见r+） |
| wb+ | 以二进制读写模式打开（参见w+） |
| ab+ | 以二进制读写模式打开（参见a+） |
buffering：用于指示访问文件所采用的缓冲方式，采用默认方式便可
0表示不缓冲，1表示缓冲一行数据，任何其余大于1的值表明使用给定值做为缓冲区大小。
3.文件内建方法
open()成功执行后会返回一个文件对象，对该文件的全部操做都经过这个句柄来完成，其操做方法以下：
（1）输入
主要以下：
read(size=-1)：读取给定数目个字节并以字符串返回，size默认为-1或其余负值时，表示所有读取
>>> f = open('test.txt', 'r')
>>> f.readlines()
['xpleafclyyh\n', 'cl\n']
>>> f = open('test.txt', 'r')
>>> f.read()
'xpleafclyyh\ncl\n'
>>> f = open('test.txt', 'r')
>>> f.read(6)
'xpleaf'
>>> f.close()
readline(size=-1)：读取文件的一行并以字符串返回，size默认为-1或其余负值时，表示所有读取，给定size值时，若是小于当前行的字节数，则不完整地读取一行，不然则会完整读取该行
>>> f = open('test.txt', 'r')
>>> f.readlines()
['xpleafclyyh\n', 'cl\n']
>>> f = open('test.txt', 'r')
>>> f.readline()
'xpleafclyyh\n'
>>> f = open('test.txt', 'r')
>>> f.readline(6)
'xpleaf'
>>> f.readline(10)
'clyyh\n'
>>> f.close()
readlines([size])：以列表的方式返回全部的行，不过在测试时size参数没有起做用
>>> f = open('test.txt', 'r')
>>> f.readlines()
['xpleafclyyh\n', 'cl\n']
>>> f.close()
另外还有一个xreadlines()的方法，能够不用所有读取全部的行以节省空间，不过因为如今文件读取可使用for循环迭代的方式，即for eachLine in file，因此能够不使用xreadlines()便可以节省内存空间。
在读取操做时能够看到，Pytthon不会自动为咱们去掉换行符，因此通常咱们这样处理：
f = open('myFile', 'r')
data = [line.strip() for line in f.readlines()]
f.close()
一样，在下面的输出中，Python也不会自动为咱们加上换行符，这个操做要咱们本身完成。
（2）输出
主要以下：
write(str)：把数据写入到文件中，须要写入一行数据时能够在字符串后面加行结束符便可，因此输出的方法并无writeline()
>>> f = open('test.txt', 'w')
>>> f.write('xpleaf')
>>> f.write('clyyh\n')
>>> f.write('cl\n')
>>> f.close()
>>> f = open('test.txt', 'r')
>>> f.readlines()
['xpleafclyyh\n', 'cl\n']
>>> f.close()
writelines(seq)：接受一个字符串列表做为参数，将它们写入文件，不过行结束符并不会被自动加上
>>> f = open('test.txt', 'w')
>>> data = ['xpleaf', 'test\n', 'clyyh\n']
>>> f.writelines(data)
>>> f.close()
>>> f = open('test.txt', 'r')
>>> f.readlines()
['xpleaftest\n', 'clyyh\n']
>>> f.close()
（3）文件内移动
主要是下面的两个方法：
seek(offset[, whence])：移动文件指针到不一样的位置，offset字节表示相对于位置whence的偏移量，whence的默认值为0，表示相对于文件的开头，1表明从当前位置算起，2表明从文件末尾算起
tell()：返回当前文件指针所在的位置
举例以下：
>>> f = open('test.txt', 'r')
>>> f.readlines()
['xpleafclyyh\n', 'cl\n']
>>> f.seek(0)
>>> f.read(6)
'xpleaf'
>>> f.tell()
6
>>> f.seek(8)
>>> f.tell()
8
>>> f.read()
'yyh\ncl\n'
>>> f.tell()
15
>>> f.seek(-3, 1)
>>> f.tell()
12
>>> f.read()
'cl\n'
>>> f.seek(0)
>>> f.tell()
0
>>> f.seek(-3, 2)
>>> f.tell()
12
>>> f.read()
'cl\n'
>>> f.close()
（4）文件迭代
在Python2.2以后，引进了迭代器和文件迭代，文件对象成为了它们本身的迭代器，所以能够经过使用for循环迭代（for line in file）的方式来取代xreadlines()的功能，这样的话就能够大大节省内存空间。由于文件对象自己就是一个迭代器，因此它有next()方法，而且在迭代完全部数据后会引起StopIteration异常。
（5）其余
其余内建方法以下：
close()：经过关闭文件来结束对它的访问，若是不显式地关闭文件，那么可能丢失输出缓冲区的数据
flush()：直接把内部缓冲区中的数据马上写入文件
在执行f.write()的操做时，其实并无把内容实时地写入到磁盘中，而是保存到内部缓冲区中，在文件关闭或执行flush()时都会保存在磁盘中。
flieno()：返回打开文件的描述符
>>> f = open('welcome.txt', 'r')
>>> f.fileno()
3
isatty()：当文件是一个类tty设备时返回True，不然返回False
truncate([size])：将文件截取到当前文件指针位置或者到给定size，以字节为单位
所谓的截取其实就是把当前位置以后的文件内容删除，给定了size参数，代表从第几个字节开始截取（包括该字节），若是size没有给定，则默认从当前位置开始，以下：
>>> f = open('test.txt', 'r+')
>>> f.read()
'clyyh'
>>> f.truncate()
>>> f.seek(0)
>>> f.read()
'clyyh'
>>> f.truncate(2)
>>> f.seek(0)
>>> f.read()
'cl'
（6）行分隔符与路径分隔符在不一样操做系统中的差别
以下：
行分隔符：在POSIX（Unix系列或Mac OX X）系统上是'\n'字符，在旧的MacOS下是'\r'，而DOS和Wind32系统下结合了二者'\r\n'
路径分隔符：POSIX使用'/'，DOS和Windows使用'\'，旧版本的MacOS使用':'
若是要建立跨平台的应用时，就须要处理这些差别，不过Python中的os模块已经有相关属性来为咱们处理这些差别：
| 有助于跨平台开发的os模块属性 |
|
| os模块属性 | 描述 |
| linesep | 用于在文件中分隔行的字符串 |
| sep | 用来分隔文件路径名的字符串 |
| pathsep | 用于分隔文件路径的字符串 |
| curdir | 当前工做目录的字符串名称 |
| pardir | （当前工做目录的）父目录字符串名称 |
下面是在Linux操做系统上的例子：
>>> import os >>> os.linesep '\n' >>> os.sep '/' >>> os.pathsep ':' >>> os.curdir '.' >>> os.pardir '..'
下面是在Windows操做系统上的例子：
>>> import os >>> os.linesep '\r\n' >>> os.sep '\\' >>> os.pathsep ';' >>> os.curdir '.' >>> os.pardir '..'
不过另外须要注意的是，print语句在输出时会自动为咱们添加一个换行符，若是不须要该换行符，能够在输出语句后面加一个逗号','。
4.文件内建属性
主要以下：
| 文件对象的属性 |
|
| 属性 | 描述 |
| flie.closed | 若是文件已经关闭返回True，不然返回False |
| file.encoding | 文件所使用的编码——当Unicode字符串被写入数据时，它们将自动使用file.encoding转换为字节字符串；若file.encoding为None时使用系统默认编码 |
| file.mode | 文件打开时使用的访问模式 |
| 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，则为一个包含全部当前所遇到的行结束符的列表 |
| file.softspace | 为0表示在输出一数据后，要加上一个空格符，1表示不加。这个属性通常程序员用不着，由程序内部使用 |
举例以下：
>>> f = open('test.txt', 'r+')
>>> f.read()
'xpleaf\nclyyh\ncl'
>>> f.closed
False
>>> f.encoding
>>> f.mode
'r+'
>>> f.name
'test.txt'
>>> f.newlines
>>> f.softspace
0
可是能够看到的是，newlines并无任何输出。
5.标准文件
只要Python程序一执行，其实就能够访问到下面的这三个标准文件：
标准输入：键盘或磁盘的输入
标准输出：到显示器的缓冲输出
标准错误：到屏幕的非缓冲输出
注意上面的缓冲指的是open()的第三个参数，而之因此说程序一执行就能够访问这3个标准文件，是由于这些文件预先已经被打开了，只要知道它们的文件句柄主能够随时访问这些文件，Python中能够经过sys模块来访问这些文件的句柄：
sys.stdin
sys.stdout
sys.stderr
print语句一般是输出到sysy.stdout，而raw_input()则一般是从sys.stdin接收输入，以下：
>>> import sys
>>> sys.stdout.write('xpleaf\n')
xpleaf
>>> sys.stdin.readline()
xpleaf
'xpleaf\n'
其实上面的三个模块的属性也是file文件类型：
>>> for stream in [sys.stdin, sys.stdout, sys.stderr]: ... print type(stream) ... <type 'file'> <type 'file'> <type 'file'>
6.命令行参数
在C语言中有argc和argv两个变量，分别表明参数个数和参数向量，在Python中，argc其实就是sys.argv列表的长度，而该列表的第一项sys.argv[0]永远是程序的名称。举例以下：
程序代码：
#!/usr/bin/env python import sys print 'you entered', len(sys.argv), 'arguments...' print 'they were', str(sys.argv)
执行结果：
xpleaf@leaf:~$ python argv.py xpleaf clyyh cl you entered 4 arguments... they were ['argv.py', 'xpleaf', 'clyyh', 'cl']
PYthon中关于命令行参数处理的模块以下：
getopt模块：不是很精细，可是简单
optparse模块：功能强大，更面向对象
7.文件系统
Python对文件系统的访问经过os模块实现，该模块是Python访问操做系统功能的主要接口，但不是真正的接口，真正的接口是由操做系统提供的，因此能够有以下的关系：
Python程序—os模块—操做系统文件系统接口模块（由os模块根据不一样的操做系统进行选择）
而最经常使用的是os和os.path，这两个模块提供了与平台和操做系统无关的统一文件系统访问方法，以下：
os模块
| os模块的文件/目录访问函数 |
|
| 函数 | 描述 |
| 文件处理 |
|
| mkfifo()/mknod() | 建立命名管道/建立文件系统节点 |
| remove()/unlink() | 删除文件 |
| rename()/renames() | 重命名文件 |
| stat(),lstat(),xstat() | 返回文件信息 |
| symlink() | 建立符号连接 |
| utime() | 更新时间戳 |
| tmpfile() | 建立并打开('w+b')一个新的临时文件 |
| 目录/文件夹 |
|
| chdir()/fchdir() | 改变当前工做目录/经过一个文件描述符改变当前工做目录 |
| chroot() | 改变当前进程的根目录 |
| listdir() | 列出指定目录的文件 |
| getcwd()/getcwdu() | 返回当前工做目录/功能相同，但返回一个Unicode对象 |
| mkdir()/makedirs() | 建立目录/建立多层目录 |
| rmdir()/removedirs() | 删除目录/删除多层目录 |
| 访问/权限 | |
| access() | 检验权限模式 |
| chmod() | 改变权限模式 |
| chown()/lchown() | 改变owner和group ID/功能相同，但不会跟踪连接 |
| umask() | 设置默认权限模式 |
| 文件描述符操做 | |
| open() | 底层的操做系统open（对于文件，使用标准的内建open()函数） |
| read()/write() | 根据文件描述符读取/写入数据 |
| dup()/dup2() | 复制文件描述符号/功能相同，可是是复制到另外一个文件描述符 |
| 设备号 | |
| makedev() | 从major和minor设备号建立一个原始设备号 |
| major()/minor() | 从原始设备号得到major/minior设备号 |
os.path模块
| os.path模块中的路径名访问函数 |
|
| 函数 | 描述 |
| 分隔 |
|
| basename() | 去掉目录路径，返回文件名 |
| dirname() | 去年文件名，返回目录路径 |
| join() | 将分离的各部分组合成一个路径名 |
| split() | 返回(dirname(), basename())元组 |
| splitdrive() | 返回(dirname, pathname)元组 |
| splitext() | 返回(filename, extension)元组 |
| 信息 | |
| getatime() | 返回最近访问时间 |
| getctime() | 返回文件建立时间 |
| getmtime() | 返回最近文件修改时间 |
| getsize() | 返回文件大小（以字节为单位） |
| 查询 |
|
| exists() | 指定路径（文件或目录）是否存在 |
| isabs() | 指定路径是否为绝对路径 |
| isdir() | 指定路径是否存在且为一个目录 |
| isfile() | 指定路径是否存在且为一个文件 |
| islink() | 指定路径是否存在且为一个符号连接 |
| ismount() | 指定路径是否存在且为一个挂载点 |
| samefile() | 两个路径名是否指向同一个文件 |
关于os和os.path，一个经典的例子以下：
#!/usr/bin/env python
import os
for tmpdir in ('/tmp', r'c:\temp'):
if os.path.isdir(tmpdir):
break
else:
print 'no temp directory available'
tmpdir = ''
if tmpdir:
os.chdir(tmpdir)
cwd = os.getcwd()
print '*** current temporary directory'
print cwd
print '*** creating example directory...'
os.mkdir('example')
os.chdir('example')
cwd = os.getcwd()
print '*** new working directory: '
print cwd
print '*** original directory listing: '
print os.listdir(cwd)
print '*** creating test file...'
fobj = open('test', 'w')
fobj.write('foo\n')
fobj.write('bar\n')
fobj.close()
print '*** updated directory listing: '
print os.listdir(cwd)
print "*** renaming 'test' to 'filetest.txt' "
os.rename('test', 'filetest.txt')
print '*** updated directory listing: '
print os.listdir(cwd)
path = os.path.join(cwd, os.listdir(cwd)[0])
print '*** full file pathname'
print path
print '*** (pathname, basename) =='
print os.path.split(path)
print '*** (filename, extension) =='
print os.path.splitext(os.path.basename(path))
print '*** displaying file contents: '
fobj = open(path)
for eachLine in fobj:
print eachLine,
fobj.close()
print '*** deleting test file'
os.remove(path)
print '*** updated directory listing: '
print os.listdir(cwd)
os.chdir(os.pardir)
print '*** deleting test directory'
os.rmdir('example')
print '*** DONE'
在Linux操做系统执行以下：
xpleaf@leaf:~$ python ospathex.py
*** current temporary directory
/tmp
*** creating example directory...
*** new working directory:
/tmp/example
*** original directory listing:
[]
*** creating test file...
*** updated directory listing:
['test']
*** renaming 'test' to 'filetest.txt'
*** updated directory listing:
['filetest.txt']
*** full file pathname
/tmp/example/filetest.txt
*** (pathname, basename) ==
('/tmp/example', 'filetest.txt')
*** (filename, extension) ==
('filetest', '.txt')
*** displaying file contents:
foo
bar
*** deleting test file
*** updated directory listing:
[]
*** deleting test directory
*** DONE
在Windows操做系统上执行以下：
C:\Users\xpleaf\Source_code>python ospathex.py
*** current temporary directory
c:\temp
*** creating example directory...
*** new working directory:
c:\temp\example
*** original directory listing:
[]
*** creating test file...
*** updated directory listing:
['test']
*** renaming 'test' to 'filetest.txt'
*** updated directory listing:
['filetest.txt']
*** full file pathname
c:\temp\example\filetest.txt
*** (pathname, basename) ==
('c:\\temp\\example', 'filetest.txt')
*** (filename, extension) ==
('filetest', '.txt')
*** displaying file contents:
foo
bar
*** deleting test file
*** updated directory listing:
[]
*** deleting test directory
*** DONE
8.文件执行
关于如何启动其余程序，以及如何与它们进行通讯，或者是Python执行环境的通常信息，能够参考《Python回顾与整理12：执行环境》。
9.永久存储模块
以二进制数据的形式来存储Python的复杂数据结构（如列表、字典等），主要是pickle和json，其它的在须要用到时查阅便可。
10.相关模块
在须要使用时查阅便可。
- 1. Python——文件输入输出
- 2. python应用（7）：输入与输出
- 3. 文件输入和输出
- 4. C++输入和输出流(二)——文件输入输出
- 5. 09-python文件处理与输入输出
- 6. Java文件和输入和输出
- 7. python 输出与输入
- 8. python输入与输出
- 9. python---输入与输出
- 10. 2. Python输入与输出
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- 5. 09-python文件处理与输入输出
- 6. Java文件和输入和输出
- 7. python 输出与输入
- 8. python输入与输出
- 9. python---输入与输出
- 10. 2. Python输入与输出