目錄

• 前言
• 檔案
  • 什麼是檔案？
  • 如何在 python 中開啟檔案？
  • python 檔案物件有哪些屬性？
  • 如何讀檔案？
    • read()
    • readline()
  • 如何寫檔案？
  • 如何操作檔案和目錄？
    • 強大的 os 模組
    • shutil 模組— High-level file operations
• 小結
• 相關文章列表

前言

在上篇文章 中，全面講解了 python 3 中 的面向物件，今天我會繼續探險，去掌握 python 3 中的檔案操作， let's go 讓我們出發吧!

檔案

什麼是檔案？

一談到檔案，就會涉及到一個的重要的概念，持久化 。什麼是持久化？

持久化是將程式資料在持久狀態和瞬時狀態間轉換的機制。通俗的講，就是瞬時資料（比如記憶體中的資料，是不能永久儲存的）持久化為持久資料。 ——來源於百度百科

由此可見，持久化資料就是在程式執行結束後或者斷電後再開機，還繼續存在的資料。而檔案就是最典型的表現形式。那什麼是檔案呢？

檔案就是儲存在如硬碟，光碟這樣的非易失媒介上的資訊序列。像記憶體，在關機或掉電後，資訊就全部丟失了，檔案當然不會儲存在它上面。

當我們想要讀或者寫檔案時，就得先開啟(open) 檔案才可以，而當讀寫完成的時候，也要儘量將其關閉(close)，這樣才能夠釋放它佔用的系統資源啊。

如何在 python 中開啟檔案？

使用內建函式 open 就可以開啟檔案。先來看下 python 中對 open 函式的定義

file object = open(file_name [, access_mode][, buffering])

引數定義如下

• access_mode 表示檔案模式。常見的模式有讀模式，寫模式，追加模式等。這個引數是可選的，如果不填，預設就是讀模式。具體的檔案模式列表在下面表格中列出。
• buffering 快取標誌
  • 如果不填，預設值為 0
  • 值為 1 表示行快取
  • 值 > 1 則代表緩衝區的大小（單位是位元組）
  • 值 < 0 表示使用預設快取區的大小
• file_name 表示要訪問的檔案路徑名稱，可以是相對路徑，也可以是絕對路徑。

具體的檔案模式 access_mode 引數表如下

其中 b 或者 + 可與其他模式結合使用需要說明下：

• 如 rb 就表示讀取一個二進位制檔案
• 如w+ 表示對開啟的檔案可讀可寫
• 如 wb+ 則表示對二進位制檔案可讀可寫，如果模式中不加 b則預設表示文字檔案

呼叫 open 函式後返回的是什麼物件呢？能夠從這個物件中獲取什麼資訊和執行什麼操作呢？來看下一節

python 檔案物件有哪些屬性？

呼叫 open 函式後返回的是一個檔案控制代碼，這個控制代碼中包含許多檔案相關的屬性,具體如下面表格所示

來看一個例子

f = open('test.py', 'r+')

# 檔名稱.
print ("File name: ", f.name) # test.py
# 檔案是否已關閉
print ("File state: ", f.closed) # False
# 檔案開啟時的模式
print ("Opening mode: ", f.mode) # r+

開啟檔案後，最常見的操作就是讀檔案和寫檔案了，先來看讀檔案

如何讀檔案？

在讀取檔案時， 最常用的方法就是 read() ，readlines() 兩個方法，在操作結束後都要呼叫 close() 方法關閉檔案，釋放資源。

先來看 read() 方法

read()

開啟檔案後，

• 呼叫 read(size) 方法可以一次讀取 size 位元組的資料

• 如果read()方法中沒有引數可以一次將檔案內容全部讀入到記憶體中

來看一個例子，假設有一個檔名稱為 a.txt 內容為

Good morning, everyone!
Good morning, my student!

先來讀取前 4 個字母

try:
  f = open('a.txt', 'r')
  print(f.read(4)) # Good
finally:
  if f:
    f.close()

上面程式碼為什麼要用 try ... finally 包裹呢？

這是因為檔案操作很可能出現 IO 異常的情況，需要使用 try ... finally 包住，即使出現異常也能保證 close() 方法能夠正常呼叫。

其實還有更簡潔的寫法，就是使用 with 語句，它就是一個語法糖，一下就把 try ... finally 的活都幹了。來感受下它的威力

with open('a.txt', 'r') as f:
  print(f.read(4)) # Good

readline()

對於文字檔案來說，如果比較大，使用 readline() 方法則更為合理，可以一次讀取一行內容。

with open('a.txt', 'r') as f:
  print(f.readline()) # Good morning teacher!

如果一次想返回多列文字，可以使用 readlines() 方法，它會返回一個列表。

with open('a.txt', 'r') as f:
  print(f.readlines()) # ['Good morning teacher!\n', 'Good morning, my student!']

如何寫檔案？

寫檔案和讀檔案操作非常類似，它們的區別就在於：

• 呼叫 open 方法開啟檔案時，檔案模式需要包含 w ，a或者 x

注意， 使用 w 模式開啟檔案後，執行寫入操作，如果檔案已經存在，則會將之前的檔案內容全部覆蓋，之前的資料內容就丟失了啊。如果不想覆蓋，還是使用 a 模式開啟吧。

呼叫什麼方法可以寫檔案呢？ write()方法，呼叫成功後，會返回寫入檔案的字元長度。

來看一個例子

with open('a.txt', 'w') as f:
  f.write('I am line 1\n')
  f.write('I am line 2\n')

上面程式碼中，為什麼要加 \n 呢？這是用來分行的，要不然都擠在一行了。

注意，這裡如果不使用 with 語法糖，也一定要顯式的呼叫使用 close 方法。這不僅僅是因為釋放資源的原因：在呼叫 write() 方法時，作業系統不會立刻將資料寫入到檔案中，而是先在記憶體中快取，等到空閒時再寫入檔案，最後使用 close() 方法才會將資料完整的寫入到檔案中。

當然，顯式呼叫 flush() 方法也可以將資料立即寫入檔案中。綜合比較，還是推薦使用 with 的方式，優雅且完善。

如何操作檔案和目錄？

除了對檔案讀和寫之外，還會經常用到如獲取檔案路徑，檢視檔案大小，重新命名，刪除檔案等檔案或目錄操作。這些操作應該呼叫哪些方法來完成呢？

強大的 os 模組

剛開始接觸 os 模組，就被它強大的 API 列表給震撼了，使用這個模組幾乎可以完成所有的日常檔案和目錄操作。為方便以後查詢，我專門將這些常用的操作分門別類，做了一個思維導圖。一起來看下。

上圖中只給出了最簡單的功能介紹，如果想要深入瞭解具體的方法使用，可參考 python 3.6 os 模組官方地址

學習有時候就是這樣，API 太多根本記不住，也沒有必要完全記住，只要經常歸納整理，知道要使用的操作在什麼地方，叫什麼名字，用到的時候去查就可以了。

shutil 模組— High-level file operations

除了 os 模組，還有一個非常有用的模組 shutil ，它的定位是針對多個檔案的高階檔案操作（High-level file operations）。相比而言， os 模組大多是對單個檔案而言的嘍。下面通過幾個常用的操作來感受下：

• 複製資料夾 shutil.copytree('olddir', 'newdir')
  • 注意， 引數olddir ,newdir 只能是目錄，而且 newdir 這個目錄不存在才可以
• 移動檔案或目錄 shutil.move('oldpath','newpath')
• 刪除目錄 shutil.rmtree('dir')
  • 看上面的 os 思維導圖，也有一個刪除目錄 API os.rmdir(dir) ，只能刪除空目錄
  • shutil.rmtree 功能則更高階，無論是空還是非空目錄都可以刪除，確實是 High-level 啊 ^_^

對我來說，這三種常用的操作就可以了。當然 shutil 的功能遠比這些要豐富的多，有興趣的同學，可以到 官方文件 去深入瞭解下。

小結

本篇主要介紹了 python 中檔案常用的操作，內容包括開啟檔案，讀檔案，寫檔案，使用 os 和 shutil 模組來操作檔案和目錄。下篇會介紹 json 和 xml 處理，敬請期待。

相關文章列表

• python 歷險記（一）—String，集合（List，元組，Dict）
• python 歷險記（二）— python 的面向物件
• python 歷險記（三）— python 的常用檔案操作