打开文件

在Python中，打开文件使用的是open函数。open函数的基本语法如下：

open(file_name [, access_mode][, buffering])

参数解析：

• file_name变量：是一个包含要访问的文件名称的字符串值。
• access_mode变量：指打开文件的模式，对应有只读、写入、追加等。access_mode变量值不是必需的（不带access_mode变量时，要求file_name存在，否则报异常），默认的文件访问模式为只读(r)。
• buffering：如果buffering的值被设为0，就不会有寄存；如果buffering的值取1，访问文件时就会寄存行；如果将buffering的值设为大于1的整数，表示这就是寄存区的缓冲大小；如果取负值，寄存区的缓冲大小就是系统默认的值。
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open函数返回一个File（文件）对象。File对象代表计算机中的一个文件，是Python中另一种类型的值，就像我们熟悉的列表和字典。

例如（file_open_1.py）：

path = 'd:/test.txt'
f_name = open(path)
print(f_name.name)

执行结果如下：

d:/test.txt

执行结果告诉我们打开的是d盘下的test.txt文件（执行该程序前，已经创建了一个名为test.txt的文件）。

这里有几个概念要先弄清楚：

• 文件路径：在该程序中，我们先定义了一个path变量，变量值是一个文件的路径。文件的路径是指文件在计算机上的位置，如该程序中的d:/test.txt是指文件在d盘、文件名为test.txt。文件路径又分为绝对路径和相对路径。
• 绝对路径：总是从根文件夹开始。比如在Windows环境下，一般从c盘、d盘等开始，c盘、d盘被称为根文件夹，在该盘中的文件都得从根文件夹开始往下一级一级查找。在Linux环境下，一般从usr、home等根文件开始。比如在上面的示例程序中，path变量值就是一个绝对路径，在文件搜索框中输入绝对路径可以直接找到该文件。
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• 相对路径：相对于程序当前工作目录的路径。比如当前工作文件存放的绝对路径是d:\python\workspace，如果使用相对路径，就可以不写这个路径，用一个“.”号代替这个路径值。

例如（file_open_2.py）：

path = './test.txt'
f_name = open(path, 'w')
print(f_name.name)

执行结果如下：

./test.txt

除了单个点(.)，还可以使用两个点(..)表示父文件夹（或上一级文件夹）。此处不具体讨论，有兴趣可以自己尝试。

文件模式

我们在前面讲到，使用open函数时可以选择是否传入mode参数。在前面的示例中，mode传入了一个值为w的参数，这个参数是什么意思呢？mode可以传入哪些值呢？

mode常用的模式：

• r：表示文件只能读取
• w：表示文件只能写入
• a：表示打开文件，在原有内容的基础上追加内容，在末尾写入
• w+:表示可以对文件进行读写双重操作

mode二进制常用模式：

• rb：以二进制格式打开一个文件，用于只读
• wb：以二进制格式打开一个文件，用于只写
• ab：以二进制格式打开一个文件，用于追加
• wb+:以二进制格式打开一个文件，用于读写

使用open函数时，明确指定读模式和什么模式都不指定的效果是一样的，我们在前面的示例中已经验证。

使用写模式可以向文件写入内容。+参数可以用到其他任何模式中，指明读和写都是允许的。比如w+可以在打开一个文件时用于文件的读写。

当参数带上字母b时，表示可以用来读取一个二进制文件。Python在一般情况下处理的都是文本文件，有时也不能避免处理其他格式的文件。

基本文件方法

读和写

open函数返回的是一个File对象，有了File对象，就可以开始读取内容。如果希望将整个文件的内容读取为一个字符串值，可以使用File对象的read()方法。

read()方法从一个打开的文件中读取字符串。需要注意，Python字符串可以是二进制数据，而不仅仅是文字。

语法如下：

fileObject.read([count])

fileObject是open函数返回的File对象，count参数是从已打开的文件中读取的字节计数。该方法从文件的开头开始读入，如果没有传入count，就会尝试尽可能多地读取内容，很可能一直读取到文件末尾。

比如我们在test.txt文件中写入Hello world!Welcome!，执行如下代码（file_read.py）：

path = './test.txt'
f_name = open(path, 'r')
print(f'read result: {f_name.read(12)}')

执行结果如下：

read result: Hello World!

将 print('read result:', f_name.read(12)) 更改为 print('read result:',f_name.read())，得到的执行结果如下：

read result: Hello world!Welcome!

由执行结果看到，没有指定读取字节数时，read方法会读取打开文件中的所有字节。

除了读取数据外，我们还可以向文件中写入数据。在Python中，将内容写入文件的方式与print函数将字符串输出到屏幕上类似。

如果打开文件时使用读模式，就不能写入文件，即不能用下面这种形式操作文件：

open(path, 'rw')

在Python中，用write()方法向一个文件写入数据。write()方法可将任何字符串写入一个打开的文件。需要注意，Python字符串可以是二进制数据，而不仅仅是文字。

write()方法不会在字符串结尾添加换行符（'\n'），语法如下：

fileObject.write(string)

fileObject为open函数返回的File对象，string参数是需要写入文件中的内容。

该方法返回写入文件的字符串的长度。

例如（file_write.py）：

f_name = open(path, 'w')
print(f"write length: {f_name.write('Hello World!')}")

执行结果如下：

write length: 12

由执行结果看到，我们向test.txt文件中写入了12个字符。下面验证一下写入的是否是我们指定的字符，在上面的程序中追加两行代码并执行：

f_name = open(path, 'r')
print('read result: ', f_name.read())

执行结果如下：

read result: Hello World!

由执行结果看到，写入文件的是我们指定的内容。不过这里有一个疑问，我们在这里执行了两次写入操作，得到的结果怎么只写入了一次？

写文件write方法的处理方式是：将覆写原有文件，从头开始，每次写入都会覆盖前面所有内容，就像用一个新值覆盖一个变量的值。若需要在当前文件的字符串后追加字符，该怎么办呢？

可以将第二个参数w更换为a，即以追加模式打开文件，例如（file_add.py）：

path = './test.txt'
f_name = open(path, 'w')
print(f"write length: {f_name.write('Hello World!')}")
f_name = open(path, 'r')
print(f'read result: {f_name.read()}')

# 内容追加写入
f_name = open(path, 'a')
print(f"add length: {f_name.write('welcome!')}")
f_name = open(path, 'r')
print(f'read result: {f_name.read()}')

执行结果如下：

write length: 12
read result: Hello World!
add length: 8
read result: Hello World!welcome!

由执行结果看到，输出结果在文件末尾成功添加了对应字符串。

提示：如果传递给open函数的文件名不存在，写模式w和追加模式a就会创建一个新的空文件，然后执行写入或追加。

如果想追加的字符串在下一行，该怎么办呢？

在Python中，用\n表示换行。对于上面的示例，若需要追加的内容在下一行，可以如下操作（file_change_line.py）：

path = './test.txt'
f_name = open(path, 'w')
print(f"write length: {f_name.write('Hello World!')}")
f_name = open(path, 'r')
print(f'read result: {f_name.read()}')

f_name = open(path, 'a')
print('add length: ', f_name.write('\nwelcome!'))
f_name = open(path, 'r')
print(f'read result: {f_name.read()}')

执行结果如下：

write length: 12
read result: Hello World!
add length:  9
read result: Hello World!
welcome!

由执行结果看到，后面追加的内容在下一行了。

提示：若需要读或写特定编码方式的文本，则需要给open函数传入encoding参数；若需要读取GBK编码的文件，则前面的示例可以改写为f_name=open(path, 'r',encoding='gbk')，这样读取到的文件就是GBK编码方式的文件了。

读写行

我们目前对文件的读操作是按字节读或整个读取，而写操作是全部覆写或追加，这样的操作在实际应用中很不实用。

Python为我们提供了readline()、readlines()和writelines()等方法用于行操作，例如（file_read_write.py）：

path = './test.txt'
f_name = open(path, 'w')
f_name.write('Hello World!\n')
f_name = open(path, 'a')
f_name.write('welcome!')
f_name = open(path, 'r')
print(f'readline result: {f_name.readline()}')

执行结果为：

readline result: Hello World!

由执行结果得知，readline方法会从文件中读取单独一行，换行符为\n。readline方法如果返回一个空字符串，说明已经读取到最后一行了。

readline方法也可以像read方法一样传入数值读取对应的字符数，传入小于0的数值表示整行都输出。

如果将上面示例的最后一行：

print(f'readline result: {f_name.readline()}')

更改为：

# 当前读取方式为: readlines
print(f'readlines result: {f_name.readlines()}')

得到的输出结果为：

readlines result: ['Hello World!\n', 'welcome!']

输出结果为一个字符串的列表。列表中的每个字符串就是文本中的每一行，并且换行符也会被输出。

readlines方法可以传入数值参数，当传入的数值小于等于列表中一个字符串的长度值时，该字符串会被读取；当传入小于等于0的数值时，所有字符都会被读取。

例如（file_read_lines.py）：

path = './test.txt'
f_name = open(path, 'w')
str_list = ['Hello World!\n', 'welcome!\n', 'welcome!\n']
# 当前代码使用writelines进行数据写入
f_name.writelines(str_list)
f_name = open(path, 'r')
print(f'read result: {f_name.read()}')
f_name = open(path, 'r')
print(f'readline result: {f_name.readline()}')

执行结果如下：

read result: Hello World!
welcome!
welcome!

readline result: Hello World!

由执行结果看到，writelines方法和readlines方法相反，传给它一个字符串列表（任何序列或可迭代对象），它会把所有字符串写入文件。如果没有writeline方法，那么可以使用write方法代替这个方法的功能。

关闭文件

我们前面介绍了很多读取和写入文件的内容，都没有提到在读或写文件的过程中出现异常时该怎么处理。在读或写文件的过程中，出现异常的概率还是挺高的，特别对于大文件的读取和写入，出现异常更是家常便饭。在读或写文件的过程中，出现异常该怎么处理呢？

这就需要用到前面介绍的异常的知识了，用try语句捕获可能出现的异常。在捕获异常前有一个动作要执行，就是使用close方法关闭文件。

一般情况下，一个文件对象在退出程序后会自动关闭，但是为了安全起见，还是要显式地写一个close方法关闭文件。

一般显式关闭文件读或写的操作如下（file_close.py）：

path = './test.txt'
f_name = open(path, 'w')
print(f"write length: {f_name.write('Hello World!')}")
f.name.close()

这段代码和没有加close方法的执行结果一样。这样处理后的函数比没有加close方法时更安全，可以避免在某些操作系统或设置中进行无用的修改，也可以避免用完系统中所打开文件的配额。

对内容更改过的文件一定要记得关闭，因为写入的数据可能被缓存，如果程序或系统因为某些原因而崩溃，被缓存部分的数据就不会写入文件了。为了安全起见，在使用完文件后一定要记得关闭。

当使用try语句出现异常时，即使使用了close方法，也可能不被执行，这时该怎么办呢？

还记得finally子句吗？可以将close方法放在finally子句中执行，从而保证无论程序是否正常执行都会调用close方法。

上面的示例可以更改成更安全的形式（file_safe_close.py）：

f_name = None
path = './test.txt'
try:
    f_name = open(path, 'w')
    print(f"write length: {f_name.write('Hello World!')}")
except Exception as e:
    print(f'程序异常: {e}')
finally:
    if f_name:
        print(f_name.name)
        f_name.close()

如果每次都要这么写，就会很烦琐，是否有更简便的方式处理呢？

Python中引入了with语句自动帮我们调用close方法。可以使用with语句将上面的程序更改为（file_safer_close.py）：

path = './test.txt'
with open(path, 'w') as f:
    print(f"write length: {f.write('Hello World!')}")


with open(path, 'r') as f:
    print(f'文件内容: {f.read()}')

这段代码和上面使用try/finally的效果一样，并且会自动调用close方法，不用显式地写该方法。可以发现，代码比前面简洁多了，后面可以多用这种方式编写。