本篇文章將介紹python里面的I/O編程视事。更多內(nèi)容請(qǐng)參考：python學(xué)習(xí)指南

I/O編程

讀寫文件時(shí)最常見的IO操作礼旅。Python內(nèi)置了讀寫文件的函數(shù)，用法和C是兼容的菲嘴。
讀寫文件前龄坪，我們必須了解一下健田，在磁盤上讀寫文件的功能都是由操作系統(tǒng)提供的妓局，現(xiàn)代操作系統(tǒng)不允許普通的程序直接操作磁盤呈宇，所以，讀寫文件就是請(qǐng)求操作系統(tǒng)打開一個(gè)文件對(duì)象(通常稱為文件描述符)存炮，然后穆桂，通過操作系統(tǒng)提供的接口從這個(gè)文件對(duì)象中讀取數(shù)據(jù)(讀文件),或者把數(shù)據(jù)寫入這個(gè)文件對(duì)象(寫文件)。

在I/O編程中享完，Stream(流)是一種重要的概念驼侠，分為輸入流(Input Stream)和輸入流(Output Stream)倒源。我們可以把流理解為一個(gè)水管句狼，一個(gè)負(fù)責(zé)輸入腻菇，一個(gè)負(fù)責(zé)輸出，這樣讀寫就可以實(shí)現(xiàn)同步糖耸。

文件讀寫

打開文件
讀寫文件是最常見的IO操作嘉竟。Python內(nèi)置了讀寫文件的函數(shù)舍扰，方便了文件的IO操作希坚。
文件讀寫之前需要打開文件，確定文件的讀寫模式个束。open函數(shù)用來打開文件播急，語法如下：

open(name[, mode[, buffering]])

open函數(shù)使用一個(gè)文件作為唯一的強(qiáng)制參數(shù)售睹，然后返回一個(gè)文件對(duì)象昌妹。模式(mode)和緩沖區(qū)(buffering)參數(shù)都是可選的，默認(rèn)模式是讀模式烂叔，默認(rèn)緩沖區(qū)是無蒜鸡。
如果文件不存在，open()函數(shù)就會(huì)拋出一個(gè)IOError錯(cuò)誤叶沛，并且給出錯(cuò)誤碼和詳細(xì)的信息告訴你文件不存在：

>>>f = open("user/michael/notfound.txt", "r")
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: 'user/michael/notfound.txt'

文件模式
open函數(shù)打開中的mode參數(shù)灰署，通過改變mode參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)文件的不同操作

一般處理文本文件時(shí)溉箕，是用不到'b'參數(shù)的肴茄，但如果處理其它類型的文件(二進(jìn)制文件)独郎，比如mp3或者圖形氓癌，就應(yīng)該在模式中加上'b'，這在爬蟲中處理媒體文件很常用贪婉。

文件緩沖區(qū)
open函數(shù)中第三個(gè)可選參數(shù)buffering控制著文件的緩沖疲迂。如果參數(shù)是0尤蒿，I/O操作就是無緩沖的幅垮，直接將數(shù)據(jù)寫到硬盤上；如果參數(shù)是1讳侨，I/O操作就是有緩沖的，數(shù)據(jù)先寫入到內(nèi)存里跨跨，只有使用flush函數(shù)或者close函數(shù)才會(huì)將數(shù)據(jù)更新到硬盤勇婴；如果參數(shù)大于1的數(shù)據(jù)則代表著緩沖區(qū)的大小(單位是字節(jié))咆耿，-1(或者任何負(fù)數(shù))代表使用默認(rèn)緩沖區(qū)的大小。

文件讀取
文件讀取主要分為按字節(jié)讀取和按行讀取愧驱，經(jīng)常用到的方法有read()椭盏、readline()掏颊、readlines()、close()盆偿。

>>>f = open(r"c:\\text\\xiaoqi.txt", "r")
>>>f.read()   #調(diào)用read()方法可以一次性地將文件內(nèi)容全部讀到內(nèi)存中
'xiaoqi'
f.close()  #文件讀取完成后必須關(guān)閉

由于文件操作可能會(huì)出現(xiàn)IO異常事扭，一旦出現(xiàn)IO異常求橄，后面的close()
方法就不會(huì)調(diào)用罐农。所以為了保證程序的健壯性涵亏，我們需要使用try...finally來實(shí)現(xiàn)溯乒。

try
    f = open(r'c:\\text\\xiaoqi.txt')
    print(f.read())
finally:
    if f:
        f.close()

Python提供了一種更加簡(jiǎn)單有趣的寫法裆悄，使用with語句來替代try...finally代碼塊和close()方法

with open(r'c:\text\xiaoqi.txt') as fileReader:
    print(fileReader.read())

利用read()一次將文件內(nèi)容讀到內(nèi)存，但是如果文件過大或南，將會(huì)出現(xiàn)內(nèi)存不足的問題采够。一般對(duì)于大文件蹬癌，可以重復(fù)調(diào)用read(size)方法虹茶，一次最多讀取size個(gè)字節(jié)蝴罪。如果文件是文本文件要门，Python提供了更加合理的做法欢搜，調(diào)用了readline()可以每次讀取一行內(nèi)容撑毛，調(diào)用readlines()一次讀取所有內(nèi)容并按行返回列表唧领。大家可以根據(jù)自己的具體需求采取不同的讀取方式：

1. 小文件可以直接采取read()方法讀到內(nèi)存;
2. 大文件更加安全的方法是連續(xù)調(diào)用read(size);
3. 面對(duì)于配置文件等文本文件斩个，使用readlines()方法更加合理

with open(r'c:\\text\\ss.txt') as fileReader:
    for line in fileReader.readlines():
        print(line.strip())

文件寫入
寫文件和讀文件是一樣的受啥，唯一的區(qū)別實(shí)在調(diào)用open方法時(shí)鸽心，傳入標(biāo)識(shí)符w或者wb表示寫入文本文件或者寫入二進(jìn)制文件顽频，示例如下：

f = open(r'c:\text\qie.txt', 'w')
f.write('xiaoqi')
f.close()

我們可以反復(fù)調(diào)用write()方法寫入文件太闺，最后必須使用close()方法來關(guān)閉文件糯景。使用write()方法的時(shí)候，操作系統(tǒng)不是立即將數(shù)據(jù)寫入文件中的省骂，而是先寫入內(nèi)存中緩存起來蟀淮，等到空閑時(shí)候再寫入文件中，最后使用close()方法就將數(shù)據(jù)完整地寫入文件中了钞澳。當(dāng)然也可以使用f.flush()方法怠惶，不斷地將數(shù)據(jù)立即寫入文件中，最后使用close()方法來關(guān)閉文件轧粟。和讀文件同樣道理策治，文件操作中可能會(huì)出現(xiàn)IO異常，所以還是推薦使用with語句：

with open(r'c:\text\csd.txt', 'w') as fileWriter:
    fileWriter.write('sdfs')

file-like Object

像open()函數(shù)返回的這種有個(gè)read()方法的對(duì)象兰吟，在Python中統(tǒng)稱為file-like Object,除了file外，還可以是內(nèi)存的字節(jié)流，網(wǎng)路流料按，自定義流等。file-like Object不要求從特定類繼承，只要寫個(gè)read()方法就行。
StringIO就是內(nèi)存中創(chuàng)建的file-like Object,常用作臨時(shí)緩沖逃贝。

二進(jìn)制文件
一般我們用open()讀取的是文本文件，并且是UTF-8編碼的文本文件。要讀取二進(jìn)制文件卓起，比如圖片奕筐、視頻，就需要用rb模式打開文件：

f = open("/Users/michael/test.jpg", 'rb')
f.read()
b'\xff\xd8\xff\xe1\x00\x18Exif\x00\x00...' # 十六進(jìn)制表示的字節(jié)

字符編碼
要讀取非UTF-8編碼的文本文件，需要給open()函數(shù)傳入encoding參數(shù)，例如，讀取GBK編碼的文件：

f = open("/Users/michael/gbk.text", "r", encoding="gbk")
f.read()
'測(cè)試'

遇到有些編碼不規(guī)范的文件，你可能會(huì)遇到UnicodeDecodeError遗座，因?yàn)樵谖谋疚募锌赡軍A雜了一些非法編碼的字符碎绎。遇到這種情況奸晴，open()函數(shù)還接收一個(gè)errors參數(shù)代箭，表示如果遇到編碼錯(cuò)誤后如何處理极景。最簡(jiǎn)單的方式是直接忽略：

f = open('/Users/michael/gbk.txt', 'r', encoding='gbk', errors='ignore')

StringIO
很多時(shí)候，數(shù)據(jù)讀寫并不一定是文件也可以在內(nèi)幕才能中讀寫。
StringIO顧名思義就是在內(nèi)存中讀寫str。
要把str寫入StringIO,我們需要先創(chuàng)建一個(gè)StringIO,然后睛竣，像文件一樣寫入即可：

>>>from io import StringIO
>>>f = StringIO()
>>>f.write('hello')
5
>>>f.write(" ")
1
>>>f.write("world!")
6
>>>print(f.getvalue())   #getvalue()方法用于獲得寫入后的str
'hello world!'

要讀取StringIO,可以用一個(gè)str初始哈StringIO,然后猖吴，像讀文件一樣讀裙睬：

>>>from io import StringIO
>>>f = StringIO("Hello!\nGoodbye!")
>>>while True:
    s = f.readline()
    if s == " ":
        break
    print(s.strip())
Hello!
Hi!
Goodbye

BytesIO
StringIO操作的只能是str,如果要操作二進(jìn)制數(shù)據(jù)矾削，就需要使用ByetsIO.
BytesIO實(shí)現(xiàn)了在內(nèi)存中讀寫bytes,我們創(chuàng)建了一個(gè)BytesIO，然后寫入一些bytes

>>>from io import BytesIO
>>>f = BytesIO()
>>>f.write('中文'.encode("utf-8"))
6
>>>print(f.getvalues)
b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'

注意：寫入的不是str,而是經(jīng)過UTF-8編碼的bytes吝梅。
和StringIO類似做瞪，可以用一個(gè)bytes初始化BytesIO,然后牍帚，像讀文件一樣讀取：

>>>from io import BytesIO
>>>f = BytesIO(b'\xe4\xb8\xad\xa6\x96\x87')
>>>f.read()
b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'

參考

1. 廖雪峰-IO編程
2. Python學(xué)習(xí)記錄之：IO編程
3. Python中的str與unicode處理方法