009.Python对象类型——文件

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凡凡Python笔记

前述

想必大多数编程者都知道文件的概念，也就是计算机中由操作系统管理的具有名字的存储区域。简而言之，内置 open 函数会创建一个 Python 文件对象，可以作为计算机上的一个文件链接。在调用 open 之后，你可以通过调用返回文件对象的方法来读写相关外部文件。

注意：与我们目前见过的类型相比，文件对象多少有些不寻常。它们不是数字、序列也不是对应。相反，文件对象只是常见文件处理任务输出模块。多数文件方法都与执行外部文件相关的文件对象的输入和输出有关，但其他文件方法可查找文件中的新位置、刷新输出缓存等。

打开文件

为了打开一个文件，程序会调用内置 open 函数，首先是外部名，接着是处理模式。模式典型地用字符串 r 代表为输入打开文件（默认值），w 代表为输出生成并打开文件，a 代表为在文件尾部追加内容而打开文件。处理模式参数也可以指定为其他选项：

1. 在模式字符串尾部加上 b 可以进行二进制数据处理。

2. 加上 + 意味着同时为输入和输出打开文件（也就是说，我们可以对相同文件对象进行读写，往往与对文件中的修改的查找操作配合使用）。

使用文件

一旦存在一个文件对象，就可以调用其他方法读写相关的外部文件。在任何情况下，Python 程序中的文本文件都采用字符串的形式。读取文件时会返回字符串形式的文本，文本作为字符串传递给 write 方法。如下是一些基础用法的提示：

1. 文件迭代器是最好的读取行工具。

2. 内容是字符串，不是对象。

3. close是通常选项。

4. 文件是缓冲的并且是可查找的。

实际应用中的文件

让我们看一个能够说明文件处理原理的简单例子。首先为输出而打开一个新文件，写入一个字符串（以行终止符
结束），之后关闭文件。接下来，我们将会在输入模式下再一次打开同一文件，读取该行。注意第二个 readline 调用返回一个空字符串。这是 Python 文件方法告诉我们已经到达文件底部（文件的空行是含有新行符的字符串，而不是空字符串）：

注意：文件 write 方法调用返回了写入的字符数，这个例子把一行文件写成字符串，包括行终止符
。写入方法不会为我们添加行终止符，所以程序必须包含它来严格地终止行（否则，下次写入时会简单地延长文件的当前行）。

如果想要显示带有末行字符解释的文件内容，用文件对象的 read 方法把整个文件读入到一个字符串中，并打印它：

以这种方式编码的时候，open 临时创建的文件对象将自动在每次循环迭代的时候读入并返回一行。这种形式通常很容易编写，对于内存使用很好，并且比其他选项更快（当然，根据有多少变量）。

在文件中存储并解析 Python 对象

现在，让我们创建一个较大的文件。下面这个例子将把多种 Python 对象占用多行写入文本文件。需要注意的是，我们必须使用转换工具把对象转成字符串。注意文件数据在脚本中一定是字符串，而写入方法不会自动地替我们做任何向字符串格式转换的工作（对于空格，在这里我将从写方法中忽视字节计数返回值）：

现在我们不得不使用其他转换工具，把文本文件中的字符串转换成真正的 Python 对象。鉴于 Python 不会自动把字符串转换为数字或其他类型的对象，如果我们需要使用诸如索引、加法等普通对象工具，就得这么做：

使用字符串 rstrip 方法去掉多余的行终止符，line[:-1] 分片也要以，但是只有确定所有行都含有
的时候才行（文件中最后一行有时候会没有）。使用字符串 split 方法，从逗号分隔符的地方将整行断开，得到的结果就是含有个别数字的子字符串列表。最后，要转换文件第三行所储存的列表和字典，我们可以运行 eval 这一内置函数，eval 能够把字符串当作可执行程序代码：

因为所有这些解析和转换的最终结果是一个普通 Python 对象列表，而不是字符串。现在我们可以在脚本内应用列表和字典操作了。

用 pickle 存储 Python 的原生对象

pickle 模块是能够让我们直接在文件中存储几乎任何 Python 对象的高级工具，也并不要求我们把字符串转换来转换去。它就像是超级通用的数据格式化和解析工具。例如，想要在文件中存储在字典，就直接用 pickle 来储存。

我们取回等价的字典对象，没有手动断开或转换的要求。pickle 模块执行所谓的对象序列化，也就是对象和字节字符串之间的相互转换。但我们要做的工作却很少。事实上，pickle 内部将字典转成字符串形式，不过这其实没什么可看的。因为 pickle 能够依靠这一格式重建对象，我们不必自己手动来处理。

注意：我们以二进制模式打开用来存储 pickle 化的对象的文件，二进制模式总是 Python3 中必需的，因为 pickle 程序创建和使用一个 bytes 字符串对象，并且这些对象意味着二进制模式文件。在早期 Python 中，对于协议 0 使用文本模式文件是没有问题的（默认情况下，它创建 ASCII 文本），只要一致地使用文本模式；较高的协议要求二进制模式文件。Python3 的默认协议是 3（二进制），但是，它即便对于协议 0 也创建 bytes。

END

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