三步搞定 Python 中的檔案操作

當程式運行時，變數是保存資料的好方法，但變數、序列以及物件中存盤的資料是暫時的，程式結束后就會丟失，如果希望程式結束后資料仍然保持，就需要將資料保存到檔案中，

Python 提供了內置的檔案物件，以及對檔案、目錄進行操作的內置模塊，通過這些技術可以很方便地將資料保存到檔案（如文本檔案等）中，

一、檔案的概念

在計算機中，檔案是以二進制的方式保存在磁盤上的，

檔案分為文本檔案和二進制檔案，

1、文本檔案

可以使用文本編輯軟體查看，本質上還是二進制檔案，例如：python 的源程式，

2、二進制檔案

保存的內容不是給人直接閱讀的，而是提供給其他軟體使用的，例如：圖片檔案、音頻檔案、視頻檔案等等，二進制檔案不能使用文本編輯軟體查看，

Python 中，對檔案的操作有很多種，常見的操作包括創建、洗掉、修改權限、讀取、寫入等，這些操作可大致分為以下 2 類：

• 洗掉、修改權限：作用于檔案本身，屬于系統級操作，
• 寫入、讀取：是檔案最常用的操作，作用于檔案的內容，屬于應用級操作，

二、檔案的基本操作

1、操作檔案的步驟

檔案的應用級操作可以分為以下 3 步，每一步都需要借助對應的函式實作：

1. 打開檔案：使用 open() 函式，該函式會回傳一個檔案物件；
2. 對已打開檔案做讀/寫操作：讀取檔案內容可使用 read()、readline() 以及 readlines() 函式；向檔案中寫入內容，可以使用 write() 函式，
3. 關閉檔案：完成對檔案的讀/寫操作之后，最后需要關閉檔案，可以使用 close() 函式，

2、打開檔案的方式

在 Python 中，如果想要操作檔案，首先需要創建或者打開指定的檔案，并創建一個檔案物件，而這些作業可以通過內置的 open() 函式實作，

語法如下：

file = open(file_name [, mode='r' [ , buffering=-1 [ , encoding = None ]]])

• file：表示要創建的檔案物件，
• file_name：要創建或打開檔案的檔案名稱，
• mode：用于指定檔案的打開模式，默認以只讀（r）模式打開檔案，
• buffering：用于指定對檔案做讀寫操作時，是否使用緩沖區，
• encoding：手動設定打開檔案時所使用的編碼格式，不同平臺的 ecoding 引數值也不同，以 Windows 為例，其默認為 cp936（實際上就是 GBK 編碼），

打開檔案的常用模式

open()是否需要緩沖區

通常情況下、建議大家在使用 open() 函式時打開緩沖區，即不需要修改 buffing 引數的值，

如果 buffing 引數的值為 0（或者 False），則表示在打開指定檔案時不使用緩沖區；如果 buffing 引數值為大于 1 的整數，該整數用于指定緩沖區的大小（單位是位元組）；如果 buffing 引數的值為負數，則代表使用默認的緩沖區大小，

目前為止計算機記憶體的 I/O 速度仍遠遠高于計算機外設（例如鍵盤、滑鼠、硬碟等）的 I/O 速度，如果不使用緩沖區，則程式在執行 I/O 操作時，記憶體和外設就必須進行同步讀寫操作，也就是說，記憶體必須等待外設輸入（輸出）一個位元組之后，才能再次輸出（輸入）一個位元組，這意味著，記憶體中的程式大部分時間都處于等待狀態，

而如果使用緩沖區，則程式在執行輸出操作時，會先將所有資料都輸出到緩沖區中，然后繼續執行其它操作，緩沖區中的資料會有外設自行讀取處理；同樣，當程式執行輸入操作時，會先等外設將資料讀入緩沖區中，無需同外設做同步讀寫操作，

3、read 方法 —— 讀取檔案

read 方法可以一次性讀入并回傳檔案的所有內容，

read() 函式的基本語法格式如下：

file.read([size])

其中，file 表示已打開的檔案物件；size 作為一個可選引數，用于指定一次最多可讀取的字符（位元組）個數，如果省略，則默認一次性讀取所有內容，

如果忘記關閉檔案，會造成系統資源消耗，而且會影響到后續對檔案的訪問，

注意：read 方法執行后，會把檔案指標移動到檔案的末尾，

示例：

# 1. 打開 - 檔案名需要注意大小寫
file = open("README")

# 2. 讀取
text = file.read()
print(text)

# 3. 關閉
file.close()

在開發中，通常會先撰寫打開和關閉的代碼，再撰寫中間針對檔案的讀/寫操作！

4、按行讀取檔案內容

read 方法默認會把檔案的所有內容一次性讀取到記憶體，

如果檔案太大，對記憶體的占用會非常嚴重，

readline 方法可以一次讀取一行內容，包含最后的換行符“\n”，方法執行后，會把檔案指標移動到下一行，準備再次讀取，

file.readline([size])

其中，file 為打開的檔案物件；size 為可選引數，用于指定讀取每一行時，一次最多讀取的字符（位元組）數，

讀取大檔案的正確姿勢

# 打開檔案
file = open("README")

while True:
    # 讀取一行內容
    text = file.readline()

    # 判斷是否讀到內容
    if not text:
        break

    # 每讀取一行的末尾已經有了一個 `\n`
    print(text, end="")

# 關閉檔案
file.close()

示例：

小檔案復制

# 1. 打開檔案
file_read = open("README")
file_write = open("README[復件]", "w")

# 2. 讀取并寫入檔案
text = file_read.read()
file_write.write(text)

# 3. 關閉檔案
file_read.close()
file_write.close()

大檔案復制

# 1. 打開檔案
file_read = open("README")
file_write = open("README[復件]", "w")

# 2. 讀取并寫入檔案
while True:
    # 每次讀取一行
    text = file_read.readline()

    # 判斷是否讀取到內容
    if not text:
        break

    file_write.write(text)

# 3. 關閉檔案
file_read.close()
file_write.close()

對于按行來讀取檔案，還有一個 readlines() 函式，

readlines() 函式用于讀取檔案中的所有行，它和呼叫不指定 size 引數的 read() 函式類似，只不過該函式回傳是一個字串串列，其中每個元素為檔案中的一行內容，

和 readline() 函式一樣，readlines() 函式在讀取每一行時，會連同行尾的換行符一塊讀取，

5、檔案指標

檔案指標可以理解為一個標記，它標記從哪個位置開始讀取資料，

第一次打開檔案時，通常檔案指標會指向檔案的開始位置，當執行了 read 方法后，檔案指標默認情況下會移動到讀取內容的末尾，

如果執行了一次 read 方法，讀取了所有內容，那么再次呼叫 read 方法，還能夠獲得到內容嗎？

答案是不能，第一次讀取之后，檔案指標移動到了檔案末尾，再次呼叫不會讀取到任何的內容，

# 首先在 README 檔案中寫了8個1
# 1. 打開 - 檔案名需要注意大小寫
file = open("README")
# 2. 讀取
text = file.read()
print(text)
text = file.read()
print("-" * 10)
print(text)
# 3. 關閉
file.close()
#1111111
#----------
#

6、向檔案中寫入資料

Python 中的檔案物件提供了 write() 函式，可以向檔案中寫入指定內容，該函式的語法格式如下：

file.write(string)

在寫入檔案完成后，一定要呼叫 close() 函式將打開的檔案關閉，否則寫入的內容不會保存到檔案中，

這是因為，當我們在寫入檔案內容時，作業系統不會立刻把資料寫入磁盤，而是先快取起來，只有呼叫 close() 函式時，作業系統才會保證把沒有寫入的資料全部寫入磁盤檔案中，

寫入檔案示例：

# 打開檔案
f = open("README", "w")

f.write("hello python！\n")
f.write("今天天氣真好")

# 關閉檔案
f.close()

如果向檔案寫入資料后，不想馬上關閉檔案，也可以呼叫檔案物件提供的 flush() 函式，它可以實作將緩沖區的資料寫入檔案中，

f = open("a.txt", 'w')
f.write("寫入一行新資料")
f.flush()

三、檔案/目錄的常用管理操作

在終端 / 檔案瀏覽器中可以執行常規的檔案 / 目錄管理操作，例如：創建、重命名、洗掉、改變路徑、查看目錄內容等等，

在 Python 中，如果希望通程序式實作上述功能，需要匯入 os 模塊，

1、檔案操作

2、目錄操作

檔案或者目錄的操作都支持相對路徑和絕對路徑，

標籤：Python

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