過去的代碼都是未經(jīng)測試的代碼渴频。
目錄
無論是哪種編程語言芽丹，IO 操作都是非常重要的部分。I 即Input（輸入）卜朗，O 即Output（輸出）拔第。
IO 操作一般分為以下兩種：
-
磁盤IO： 即在磁盤上
讀寫文件。讀文件是指將文件內(nèi)容從磁盤讀入內(nèi)存场钉，寫文件是指將內(nèi)存中的內(nèi)容寫到磁盤蚊俺。 -
網(wǎng)絡(luò)IO： 即文件在網(wǎng)絡(luò)上傳輸。網(wǎng)絡(luò)傳輸一般會有兩種角色逛万，分別是
服務(wù)端（如HTTP Server）和客戶端（如瀏覽器）泳猬。
本節(jié)我們主要介紹磁盤IO，即文件讀寫泣港。
1暂殖，open 函數(shù)介紹
要想讀寫文件价匠，首先要打開一個(gè)文件当纱。
Python 中的內(nèi)建函數(shù)open 用來打開一個(gè)文件，我們可以使用help(open)踩窖，來查看open 函數(shù)的原型坡氯，如下：
open(file, mode='r',
buffering=-1, encoding=None,
errors=None, newline=None,
closefd=True, opener=None)
該函數(shù)成功調(diào)用時(shí)會返回一個(gè)流stream，用于讀寫文件等操作洋腮；發(fā)生錯誤時(shí)會拋出IOError 異常箫柳。
被打開的文件占用了系統(tǒng)資源，使用完后要記得close啥供，否則會浪費(fèi)系統(tǒng)資源悯恍。
不管以讀模式打開文件，還是以寫模式打開文件伙狐，成功打開一個(gè)文件后涮毫，這個(gè)可操作文件的流的內(nèi)部都有一個(gè)隱含的指針，一般這個(gè)指針會指向文件開頭或者文件末尾的位置贷屎，表示從文件的哪個(gè)位置讀寫文件罢防。
可以看到，該函數(shù)支持8 個(gè)參數(shù)唉侄，但最重要的是前兩個(gè)參數(shù)：
-
file：是指要打開的文件的路徑 -
mode：是指以什么模式打開文件咒吐，要用引號引住
mode 參數(shù)支持的模式（默認(rèn)為讀文本模式，即rt）如下：
-
r：以讀模式打開文件（默認(rèn)方式），指針在文件開頭 -
w：以寫模式打開文件恬叹，如果件已存在候生，則內(nèi)容會被清空（指針在文件開頭）；如果文件不存在绽昼，則會創(chuàng)建新文件 -
x：創(chuàng)建一個(gè)新文件陶舞，并以寫模式打開，指針在文件開頭绪励，如果文件已存在肿孵，則拋出FileExistsError異常 -
a：以寫模式打開文件，如果文件已有內(nèi)容疏魏，在寫入內(nèi)容時(shí)停做，會追加到文件末尾（指針在文件末尾） -
b：以二進(jìn)制模式打開文件，一般用于讀寫二進(jìn)制文件大莫，如圖片蛉腌，視頻等 -
t：以文本模式打開文件（默認(rèn)方式），一般用于讀寫文本文件 -
+：以讀寫模式打開文件只厘，指針在文件開頭
這些模式還可以組合使用烙丛，常見的組合如下：
-
rb：以二進(jìn)制模式打開一個(gè)文件，用于只讀 -
r+：打開一個(gè)文件羔味，用于讀寫 -
rb+：以二進(jìn)制模式打開一個(gè)文件河咽，用于讀寫 -
wb：以二進(jìn)制模式打開一個(gè)文件，用于寫 -
w+：打開一個(gè)文件赋元，用于讀寫 -
wb+： 以二進(jìn)制模式打開一個(gè)文件忘蟹，用于讀寫 -
ab： 以二進(jìn)制模式打開一個(gè)文件，用于追加 -
a+：打開一個(gè)文件用于讀寫搁凸，指針在文件末尾 -
ab+：以二進(jìn)制模式打開一個(gè)文件媚值，用于讀寫，指針在文件末尾
2护糖，open 函數(shù)示例
如下代碼褥芒，成功打開文件./1.txt：
f = open('./1.txt')
通過type(f)查看open 函數(shù)的返回值的類型：
>>> type(file)
<class '_io.TextIOWrapper'>
可看到，其返回值類型為_io.TextIOWrapper嫡良。
我們用dir(f) 來查看對象 f 支持的屬性和方法：
>>> dir(file)
['_CHUNK_SIZE', '__class__', '__del__', '__delattr__', '__dict__',
'__dir__', '__doc__', '__enter__', '__eq__', '__exit__', '__format__',
'__ge__', '__getattribute__', '__getstate__', '__gt__', '__hash__',
'__init__', '__init_subclass__', '__iter__', '__le__', '__lt__',
'__ne__', '__new__', '__next__', '__reduce__', '__reduce_ex__',
'__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__',
'_checkClosed', '_checkReadable', '_checkSeekable', '_checkWritable',
'_finalizing',
'buffer', 'close', 'closed', 'detach', 'encoding', 'errors', 'fileno',
'flush', 'isatty', 'line_buffering', 'mode', 'name', 'newlines', 'read',
'readable', 'readline', 'readlines', 'seek', 'seekable', 'tell',
'truncate', 'writable', 'write', 'writelines']
可以通過help(f.方法名) 來查看每個(gè)方法的幫助手冊锰扶，也可以使用help(f) 來查看該對象的所有屬性和方法，及其簡介皆刺。
我們來看一下常用方法的作用：
-
mode：打開文件時(shí)的模式 -
name：被打開的文件名 -
close：關(guān)閉文件流少辣，并刷新緩沖區(qū)中的內(nèi)容，之后不能再操作文件 -
closed：文件流是否已關(guān)閉 -
flush：刷新寫緩沖區(qū)羡蛾，只寫流與非阻塞流不適用 -
read：讀入文件內(nèi)容 -
readable：是否可讀 -
readline：讀入一行內(nèi)容 -
readlines：讀入文件所有的行漓帅，直至文件末尾 -
seek：移動文件指針的位置 -
seekable：文件指針是否可被移動 -
tell：返回文件指針當(dāng)前位置 -
truncate：截?cái)辔募?nèi)容 -
writable：是否可寫 -
write：向文件中寫入內(nèi)容 -
writelines：向文件中寫入多行
3，關(guān)閉系統(tǒng)資源
正確的調(diào)用close() 函數(shù)是關(guān)鍵的。
在成功打開一個(gè)文件后忙干，對該文件進(jìn)行操作（讀寫）時(shí)器予，有可能發(fā)生異常。
比如我們打開的文件只能用來寫捐迫，如果用來讀乾翔，則會發(fā)生異常：
>>> f = open('1.txt', 'w') # 用只讀模式打開文件
>>> f.readable() # 查看文件是否可讀
False # 返回 False，表示不可讀
>>> f.read() # 讀文件施戴，發(fā)生異常
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
io.UnsupportedOperation: not readable
如果反浓，我們將這段代碼寫在文件中：
#! /usr/bin/env python3
f = open('1.txt', 'w')
f.read()
f.close()
用python3 來執(zhí)行，結(jié)果如下：
$ python3 Test.py
Traceback (most recent call last):
File "Test.py", line 4, in <module>
f.read()
io.UnsupportedOperation: not readable
可以看到赞哗，在執(zhí)行到f.read() 這句代碼的時(shí)候雷则，程序異常退出，那么后邊的f.close() 就沒有執(zhí)行到肪笋，這就導(dǎo)致程序執(zhí)行不夠完整月劈，系統(tǒng)資源沒有關(guān)閉。
這時(shí)藤乙，我們可以用try...finally來處理猜揪，如下：
#! /usr/bin/env python3
f = open('1.txt', 'w')
try:
f.read()
except Exception as e:
print('read file err:%s' % e)
finally:
f.close()
print('file closed')
上面代碼的執(zhí)行結(jié)果如下：
$ python3 Test.py
read file err:not readable
file closed
我們將f.close() 這句代碼放在了finally 代碼塊中，這樣坛梁，不管遇到什么情況而姐，f.close() 這句話總會被執(zhí)行，就不會導(dǎo)致系統(tǒng)資源泄漏的問題罚勾。
4毅人，with 語句使用
為了確保系統(tǒng)資源能夠關(guān)閉，Python 中提供了with 語句尖殃，能夠讓我們更加安全方面的使用open 函數(shù)，而不用關(guān)心資源關(guān)閉的問題划煮。
with 語句也叫上下文管理器送丰，有了with 語句，我們可以這樣使用open 函數(shù)：
with open('./1.txt') as f:
print(f.read())
這樣的代碼弛秋，不管在with 語句塊內(nèi)出現(xiàn)怎樣的異常器躏，close 函數(shù)都會被調(diào)用，而我們也不需要自己調(diào)用蟹略。
使用with 語句登失，就不再需要使用try...finally 語句，也使得代碼更加簡潔挖炬。
需要特別注意的是揽浙，這里的f只能在with 語句塊中使用，一旦離開with 語句塊，f 就被關(guān)閉了馅巷。如果在with 語句塊之外使用f 進(jìn)行讀寫等操作膛虫，將出現(xiàn)異常。
如下代碼中钓猬，f.closed 將返回True：
with open('./1.txt') as f:
pass
f.closed # True
5稍刀，with 語句原理
為什么open 函數(shù)能夠使用with 語句？
實(shí)際上open 函數(shù)能夠使用with 語句的原因取決于open 的返回值的類型敞曹。我們知道账月，open 的返回值的類型為_io.TextIOWrapper，而這個(gè)類中有兩個(gè)方法澳迫，__enter__ 方法和__exit__ 方法捶障。
我們再來看下with 語句的格式：
with ... as ... :
pass
with 關(guān)鍵字的后邊是一個(gè)表達(dá)式，as 后邊是一個(gè)變量名纲刀，表達(dá)式的計(jì)算結(jié)果會賦值給as 后邊的變量项炼。
Python 規(guī)定，只要一個(gè)類中有__enter__和__exit__ 方法示绊，就可以使用with 語句锭部。with 語句后邊的表達(dá)式執(zhí)行完畢后，就會執(zhí)行__enter__ 方法面褐，在退出with 語句塊時(shí)拌禾，會執(zhí)行__exit__ 方法。
我們自己編寫一個(gè)測試類展哭，使其能夠使用with 語句：
#! /usr/bin/env python3
class TestWith:
def __init__(self):
print('執(zhí)行__init__')
def __enter__(self):
print('執(zhí)行__enter__')
def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
print('執(zhí)行__exit__')
print('exc_type is %s' % exc_type)
print('exc_val is %s' % exc_val)
print('exc_tb is %s' % exc_tb)
再該類中有三個(gè)函數(shù)：
-
__init__：構(gòu)造函數(shù)湃窍，創(chuàng)建類的對象時(shí)調(diào)用 -
__enter__：進(jìn)入with語句塊時(shí)會調(diào)用 -
__exit__：離開with語句塊時(shí)會調(diào)用
其中__exit__ 方法有三個(gè)參數(shù)：
-
exc_type：with語句塊中的代碼發(fā)生異常時(shí)的異常類型 -
exc_val：發(fā)生異常時(shí)的異常值 -
exc_tb：發(fā)生異常時(shí)的traceback類的對象
我們這樣使用這個(gè)類：
with TestWith() as t:
print('test with')
用python3 來執(zhí)行，結(jié)果如下：
$ python3 Test.py
執(zhí)行__init__
執(zhí)行__enter__
test with
執(zhí)行__exit__
exc_type is None
exc_val is None
exc_tb is None
可以看到執(zhí)行步驟是這樣的：
- 生成該類的對象匪傍，執(zhí)行
__init__方法 - 進(jìn)入
with語句塊您市，執(zhí)行__enter__方法 - 執(zhí)行
with語句塊中的代碼 - 退出
with語句塊，執(zhí)行__exit__方法
因?yàn)?code>with 語句塊中沒有發(fā)生異常役衡，所以__exit__ 方法中的 exc_type茵休，exc_val，exc_tb 三個(gè)參數(shù)均為None手蝎。
下面再示范一個(gè)with 語句塊中出現(xiàn)異常的代碼：
with TestWith() as t:
print('test with1...')
1 / 0 # 除數(shù)為 0榕莺，拋出異常
print('test with2...')
該代碼的執(zhí)行結(jié)果如下：
$ python3 Test.py
執(zhí)行__init__
執(zhí)行__enter__
test with1...
執(zhí)行__exit__
exc_type is <class 'ZeroDivisionError'>
exc_val is division by zero
exc_tb is <traceback object at 0x7fe8b7c98888>
Traceback (most recent call last):
File "Test.py", line 27, in <module>
1 / 0
ZeroDivisionError: division by zero
通過上面的執(zhí)行結(jié)果可以看到，在執(zhí)行1 / 0 之前棵介，我們不用多說钉鸯。在執(zhí)行到1 / 0 時(shí)，出現(xiàn)異常邮辽，然后會執(zhí)行__exit__ 方法唠雕。
在執(zhí)行結(jié)果中贸营，我們能看到 exc_type，exc_val及塘，exc_tb 三個(gè)參數(shù)的值莽使，最后拋出Traceback 異常。
with 語句中笙僚，拋出異常的語句1 / 0 之后的代碼不會再執(zhí)行芳肌。
（完。）
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