作者：豌豆花下貓，某985高校畢業生， 兼具極客思維與人文情懷 。公衆号【Python貓】， 專注python技術、資料科學和深度學習，力圖創造一個有趣又有用的學習分享平台。
對于初學者來說，一份詳盡又清晰明白的指南很重要。今天，貓貓跟大家一起，好好學習Python檔案讀寫的内容，這部分内容特别常用，掌握後對工作和實戰都大有益處。學習是循序漸進的過程，欲速則不達。文章較長，建議大家收藏，以備複習查閱哦。
1、如何将清單資料寫入檔案？
2、如何從檔案中讀取内容？
3、多樣需求的讀寫任務
4、從with語句到上下文管理器
如何将清單資料寫入檔案？
首先，我們來看看下面這段代碼，并思考：這段代碼有沒有問題，如果有問題的話，要怎麼改？
'python',
現在公布答案，這段代碼會報錯：
call
以上代碼的想法是将list清單内容寫入txt檔案中，但是報錯 TypeError: write() argument must be str。就是說，write()方法必須接受字元串(str)類型的參數。
Python中内置了str()方法，可以傳回字元串版本的對象(Return a string version of object)。是以，上面的例子中，我們試試把 f.write(li) 改為 f.write(str(li)) ，先做一下字元串類型的轉化看看。代碼略。
這次沒有報錯了，但是打開檔案就傻眼了吧，寫入的内容是“['python',' is',' a',' cat']”。怎麼才能寫成“python is a cat”呢？
檔案寫操作還有一個writelines()方法，它接收的參數是由字元串組成的序列(sequence)，實際寫入的效果是将全部字元串拼接在一起。字元串本身也是一種序列，是以當參數是字元串的時候，writelines()方法等價于write()。
3種寫法等價，都是寫入字元串“python
由上可知，當多段分散的字元串存在于清單中的時候，要用writelines()方法，如果字元串是一整段，那直接使用write()方法。如果要以整個清單的形式寫入檔案，就使用str()方法做下轉化。
這個問題還沒結束，如果清單中就是有元素不是字元串，而且要把全部元素取出來，怎麼辦呢？
那就不能直接使用write()和writelines()了，需要先用for循環，把每個元素取出來，逐一str()處理。
In [
需要注意的是，writelines()不會自動換行。如果要實作清單元素間的換行，一個辦法是在每個元素後面加上換行符“\n”，如果不想改變元素，最好是用for循環，在寫入的時候加在末尾：for i in content: f.writelines(str(i)+“\n”).
引申一下，經過實驗，數字及元祖類型也可以作為write()的參數，不需轉化。但是dict字典類型不可以，需要先用str()處理一下。字典類型比較特殊，最好是用json.dump()方法寫到檔案。
總結一下，write()接收字元串參數，适用于一次性将全部内容寫入檔案；writelines()接收參數是由字元串組成的序列，适用于将清單内容逐行寫入檔案。str()傳回Python對象的字元串版本，使用需注意。
如何從檔案中讀取内容？
從檔案中讀取内容有如下方法：
file.read([size])
從檔案讀取指定的位元組數，如果未給定或為負則讀取所有。
file.readline([size])
讀取整行，包括 "\n" 字元。
file.readlines([sizeint])
讀取所有行并傳回清單，若給定sizeint>0，則是設定一次讀多少位元組，這是為了減輕讀取壓力。
簡而言之，在不傳參數的情況下，read()對應write()，讀取全部内容；readlines()對應writelines()，讀取全部内容(含換行符)并以清單形式傳回，每個換行的内容作為清單的一個元素。
In [
但是，以上兩個方法有個缺點，當檔案過大的時候，一次性讀取太多内容，會對記憶體造成極大壓力。讀操作還有一個readline()方法，可以逐行讀取。
49]:
readline()讀取第一行就傳回，再次調用f.readline()，會讀取下一行。
這麼看來，readline()太笨拙了。那麼，有什麼辦法可以優雅地讀取檔案内容呢？
回過頭來看readlines()方法，它傳回的是一個清單。這不奇怪麼，好端端的内容為啥要傳回成清單呢？
再想想writelines()方法，把字元串清單寫入檔案正是這家夥幹的事，readlines()方法恰恰是它的逆操作！而writelines()方法要配合for循環，是以我們把readlines()與for循環結合，看看會怎樣。
61]:
總結一下，readline()比較雞肋，不咋用；read()适合讀取内容較少的情況，或者是需要一次性處理全部内容的情況；而readlines()用的較多，比較靈活，因為for循環是一種疊代器，每次加載部分内容，既減少記憶體壓力，又友善逐行對資料處理。
多樣需求的讀寫任務
前兩部分講了檔案讀寫的幾大核心方法，它們能夠起作用的前提就是，需要先打開一個檔案對象，因為隻有在檔案操作符的基礎上才可以進行讀或者寫的操作。
打開檔案用的是open()方法，是以我們再繼續講講這個方法。open() 方法用于打開一個檔案，并傳回檔案對象，在對檔案進行處理過程都需要使用到這個函數，如果該檔案無法被打開，會抛出 OSError。
open(file, mode='r', buffering=-1, encoding=None, errors=None, newline=None, closefd=True, opener=None)
open()方法的參數裡file(檔案)是必需的，其它參數最常用的是mode(模式)和encoding(編碼)。
先說說encoding，一般來說，打開檔案的編碼方式以作業系統的預設編碼為準，中文可能會出現亂碼，需要加encoding='utf-8'。
63]:
再說mode，它指定檔案打開的模式。
'r'： 以隻讀模式打開(預設模式，必須保證檔案存在)
'w'：以隻寫模式打開。若檔案存在，則清空檔案，然後重新建立；若不存在，則建立
'a'：以追加模式打開。若檔案存在，則會追加到檔案的末尾；若檔案不存在，則建立
常見的mode組合
'r'或'rt'： 預設模式，文本讀模式
'w'或'wt'：以文本寫模式打開(打開前檔案被清空)
'rb'： 以二進制讀模式打開
'ab'： 以二進制追加模式打開
'wb'： 以二進制寫模式打開(打開前檔案被清空)
'r+'： 以文本讀寫模式打開，預設寫的指針開始指在檔案開頭, 是以會覆寫檔案
'w+'： 以文本讀寫模式打開(打開前檔案被清空)
'a+'： 以文本讀寫模式打開(隻能寫在檔案末尾)
'rb+'： 以二進制讀寫模式打開
'wb+'： 以二進制讀寫模式打開(打開前被清空)
'ab+'： 以二進制讀寫模式打開
喵喵，初看起來，模式很多，但是，它們隻是互相組合罷了。建議記住最基本的w、r、a，遇到特殊場景，再翻看一下就好了。
從with語句到上下文管理器
基礎部分講完了，下面是進階部分。知其然，更要知其是以然。
1、with語句是初學者必會常識
首先，要解釋一下為啥前文直接就用了with語句。with語句是讀寫檔案時的優雅寫法，這已經預設是Python初學者必會的常識了。如果你還不會，先看看用和不用with語句的對比：
# 不用with語句的正确寫法
因為檔案對象會占用作業系統的資源，并且作業系統同一時間能打開的檔案數量是有限的，是以open()方法之後一定要調用close()方法。另外，讀寫操作可能出現IO異常的情況，是以要加try…finally，保證無論如何，都會調用到close()方法。
這樣寫萬無一失，但是實在繁瑣，一不小心還可能漏寫或者寫錯。而with語句會保證調用close()，隻需一行代碼，簡直不要太優雅！是以，with語句是Python初學者必會技能。
2、什麼是上下文管理器？
下面，重頭戲來了，什麼是上下文管理器(context manager)？
上下文管理器是這樣一個對象：它定義程式運作時需要建立的上下文，處理程式的進入和退出，實作了上下文管理協定，即在對象中定義了 __enter__() 和 __exit__() 方法。
__enter__()：進入運作時的上下文，傳回運作時上下文相關的對象，with 語句中會将這個傳回值綁定到目标對象。
__exit__(exception_type, exception_value, traceback)：退出運作時的上下文，定義在塊執行(或終止)之後上下文管理器應該做什麼。它可以處理異常、清理現場或者處理 with 塊中語句執行完成之後需要處理的動作。
注意enter和exit的前後有兩個下劃線，Python中自帶了很多類似的方法，它們是很神秘又很強大的存在，江湖人常常稱其為“黑魔法”。例如，疊代器協定就實作了__iter__方法。
在Python的内置類型中，很多類型都是支援上下文管理協定的，例如file，thread.LockType，threading.Lock等等。
上下文管理器無法獨立使用，它們要與with相結合，with語句可以在代碼塊運作前進入一個運作時上下文(執行_enter_方法)，并在代碼塊結束後退出該上下文(執行__exit__方法)。
with 語句适用于對資源進行通路的場合，確定不管使用過程中是否發生異常都會執行必要的“清理”操作，釋放資源，比如檔案使用後自動關閉、線程中鎖的自動擷取和釋放等。
3、自定義上下文管理器
除了Python的内置類型，任何人都可以定義自己的上下文管理器。下面是一個示例：
class OpenFile(object):
最終寫入檔案的結果是：
enter now
Hello World!
exit now
上下文管理器必須同時提供 __enter__() 和 _exit_() 方法的定義，缺少任何一個都會導緻 AttributeError。
上下文管理器在執行過程中可能會出現異常，_exit_() 的傳回值會決定異常的處理方式：傳回值等于 False，那麼這個異常将被重新抛出到上層；傳回值等于 True，那麼這個異常就被忽略，繼續執行後面的代碼。__exit()__ 有三個參數(exception_type, exception_value, traceback)，即是異常的相關資訊。
4、contextlib實作上下文管理器
上例中，自定義上下文管理器的寫法還是挺繁瑣的，而且隻能用于類級别。為了更好地輔助上下文管理，Python 内置提供了 contextlib 子產品，進而可以很友善地實作函數級别的上下文管理器。
該子產品本質上是通過裝飾器(decorators)和生成器(generators)來實作上下文管理器，可以直接作用于函數/對象，而不用去關心 __enter__() 和 __exit()__ 方法的具體實作。
先把上面的例子改造一下，然後我們再對照着解釋：
from contextlib
contextmanager是要使用的裝飾器，yield關鍵字将普通的函數變成了生成器。yield的傳回值(ff)等于上例__enter__()的傳回值，也就是as語句的值(f)，而yield前後的内容，分别是_enter_() 和 _exit_() 方法裡的内容。
使用contextlib，可以避免類定義、_enter_() 和 __exit()__方法，但是需要我們捕捉可能的異常(例如，yield隻能傳回一個值，否則會導緻異常 RuntimeError)，是以try…except語句不能忽略。
以上就是本文的全部内容，希望對大家的學習有所幫助。如果覺得文章不錯，動手轉發支援一下哦！
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