IO操作

在进行文件的读写之前，需要说明几点。首先，运行的程序和读取的数据都会在内存中缓存。

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程序或数据

内存

其次，用python程序进行文件的读写，需要创建一个小工具–文件流，用来处理数据，读取或写入。文件流就相当于一个管道，管道里流淌着的就是我们需要的数据。没有文件流，是无法对文件进行读写的。

接着要说到IO了，IO指的是输入(input)和输出(output)。输入输出是相对的，比如在python中，我们从文件中获得数据为输入，写入数据至文件中为输出。由于CPU、内存、磁盘处理数据的速度差异较大，就会出现内存中的数据已经被CPU处理好了，但是磁盘仍在慢慢接收这个数据的情况。由于设备性能的问题(这里指读取数据的速率)，处理方式分为同步IO和异步IO：

同步IO：CPU等到数据全部写入磁盘后再执行后续代码

异步IO：CPU继续执行后续代码，磁盘慢慢接收剩下的数据

如果使用异步IO，编程性能更好，但是设计起来会比较复杂，大致了解一下就行了。

对文件的读写就是常见的IO操作。python程序从文件中获取数据时，数据就会流向文件流，然后由用户获得；当我们向文件中写入数据时，数据就会经文件流由磁盘接收。

文件读写

读写文件之前，先创建一个文件流，在python中，使用内置函数open()创建文件流，如果没有该文件，会报OSError异常，open()的基本语法为：

f = open("myfile.txt", "r", encoding="utf-8")

注：参考的是

python文档

，encoding会根据本地编码不同有差别

#使用open方法创建文本流

a = open("文件名.txt")

print(a)

#如果文件存在，会看到

可以看到我们得到是_io.TextIOWrapper这个类，这个类有很多的方法，比如读写：read()、write()，这样我们可以使用文件流读写文件了。文件流有各种模式，比如只读r或可读可写w，处理文本数据或者二进制数据等等。

读取文件

只是读取文件中的数据的话，可以用"r"，也可以不用，因为在没有明确的说明下，默认是"r"模式，打开文件后，使用read()可以读取文件中的内容

a = open("文件名.txt","r")

data = a.read()

#read()返回的是一个str对象

print(data)

需要的注意是，

如果python文件和被读取的文件在同一个目录下时，open()的第一个参数只给文件名.txt就行了

，但是如果两者不在同一个目录下，就会出现异常，提示该文件找不着

FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: '文件名.txt'

这时我们需要给出文件的完整路径

，比如

# r取消转义

a = open(r"C:\Users\Administrator\Desktop\文件名.txt")

读完文件，python会把内容读到内存，获得文件数据后要用close()关闭文件，不然其它程序无法操作该文件，也会占据内存资源。

a.close()

由于读写文件可能出现异常，这样就无法正常关闭文件了。可以使用try…finally完成文件清理工作

try：

a = open("文件名.txt","r")

b = a.read()

print(b)

finally:

a.close()

还可以with语句，自带finally关闭文件的作用

##使用with语句创建文件流，打开文件

with open("文件名.txt") as a: #将文件对象/文件流命名为a

b = a.read()

print(b)

这样即使读写文件时，出现异常，文件也能关闭了。

如果是读文本文件，比如word,txt,excel等等，用模式"r"。如果读取二进制文件，比如图片，视频等等，使用"rb"模式打开文件

with open("文件名.png","rb") as a:

print(a.read()) # read()返回的是bytes对象

写入文件

写入文件，文件流使用的是"w"模式，使用write()函数，write的参数是字符串

with open("文件名.txt","w") as a:

a.write(str)

如果python没有找到该文件，会自动创建一个新文件

"a"模式在末尾追加内容

with open("文件名.txt","a") as a:

a.write(str)

需要注意的是如果忘了关闭文件，会导致数据没有写入。使用close()相当于告诉操作系统把所有的内容写入文件后再关闭

另外，我发现打开一个文件对象后，不能同时进行读、写、追加的操作，而是在不同的模式下，需要多次创建文件对象，完成对应的操作。这个保留。

StringIO & BytesIO

StringIO

读写数据不一定就发生在磁盘中的文件中，也可以发生在内存中，StringIO就是在内存中对字符串进行读写

#读取

from io import StringIO

#可以使用str字符串初始化SStringIO

a = StringIO("在内存中创建\n一个类StringIO的\n实例化对象")

while True:

s = a.readline()

if s == "":

break

print(s)

#output

在内存中创建

一个类StringIO的

实例化对象

#写入

from io import StringIO

a = StringIO()

a.write("1\n")

a.write("2\n")

a.write("3")

print(a.getvalue())

使用getvalue()方法获得写入的str

BytesIO

如果想在内存中读取二进制数据就需要使用BytesIO

#读取

from io import BytesIO

#为读取初始化BytesIO

a = BytesIO(b'\xb6\xfe\xbd\xf8\xd6\xc6')

print(a.read())

#output

b'\xb6\xfe\xbd\xf8\xd6\xc6'

#写入

from io import BytesIO

#为写入二进制内容实例化

a = BytesIO()

a.write("二进制".encode("cp936"))

print(a.getvalue())

#output

b'\xb6\xfe\xbd\xf8\xd6\xc6'

序列化

序列化：将对象以二进制的形式存储在文件中

反序列化：将存储在文件中的对象复原

使用序列化的好处是可以跨平台存储和进行网络传输

#序列化

import pickle

list1 = ["1",1,"nihao"]

#创建一个文件对象，如果文件没有自动创建

f = open("dump.txt","wb")

#使用dump将列表以二进制的形式存储在文件中

d = pickle.dump(list1,f)

f.close()

#反序列化

import pickle

# 从之前序列化的dump.txt文件里边读取内容

f = open('dump.txt', 'rb') # 设定文件选项模式为rb

#使用load反序列化，二进制内容变为列表

d = pickle.load(f)

f.close() # 关闭文件资源

print(d)

#output

['1', 1, 'nihao']

这样我们就将列表从二进制文件读出了