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處理檔案是我們每天最常見的任務之一。 Python具有幾個用于執行檔案操作的内置子產品，例如讀取檔案，移動檔案，擷取檔案屬性等。本文總結了您需要了解的許多功能，以涵蓋Python中最常見的檔案操作和良好做法。
這是您将在本文中看到的子產品/功能圖。 要了解有關每個操作的更多資訊，請繼續閱讀。
打開和關閉檔案
當您要讀取或寫入檔案時，首先要做的就是打開檔案。 Python具有打開的内置函數，該函數打開檔案并傳回檔案對象。 檔案對象的類型取決于打開檔案的模式。 它可以是文本檔案對象，原始二進制檔案和緩沖的二進制檔案。 每個檔案對象都有諸如
read（）
和
write（）
之類的方法。
該代碼塊中有問題，您能識别出來嗎？ 我們将在後面讨論。
Python文檔列出了所有可能的檔案模式。 表中列出了最常見的模式。 一個重要的規則是，任何與w相關的模式都将首先截斷該檔案（如果存在），然後建立一個新檔案。 如果您不想覆寫檔案，請謹慎使用此模式，并盡可能使用附加模式。
上一個代碼塊中的問題是我們隻打開了檔案，但沒有關閉檔案。 在處理檔案時始終關閉檔案很重要。 擁有打開的檔案對象可能會導緻不可預測的行為，例如資源洩漏。 有兩種方法可以確定正确關閉檔案。
1.使用close()
第一種方法是顯式使用
close()
。 一個好的做法是将其放入最後，以便我們可以確定在任何情況下都将關閉該檔案。 它使代碼更加清晰，但另一方面，開發人員應該承擔責任，不要忘記關閉它。
2.使用上下文管理器，将
open(...)
設定為f
第二種方法是使用上下文管理器。 如果您不熟悉上下文管理器，那麼請查閱
Dan Bader
用Python編寫的上下文管理器和
“ with”
語句。 與
open()
一起使用，因為f語句實作
__enter__
和
__exit__
方法來打開和關閉檔案。 此外，它将
try / finally
語句封裝在上下文管理器中，這意味着我們将永遠不會忘記關閉檔案。
這個上下文管理器解決方案是否總是比
close()
更好？ 這取決于您在哪裡使用它。 以下示例實作了将50,000條記錄寫入檔案的3種不同方式。 從輸出中可以看到，
use_context_manager_2()
函數與其他函數相比性能極低。 這是因為
with
語句在單獨的函數中，它基本上為每個記錄打開和關閉檔案。 這種昂貴的
I / O
操作會極大地影響性能。
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讀寫檔案
打開檔案後，您必須要讀取或寫入檔案。檔案對象提供了三種讀取檔案的方法，分别是
read()
，
readline()
和
readlines()
。
預設情況下，
read（size = -1）
傳回檔案的全部内容。如果檔案大于記憶體，則可選參數
size
可以幫助您限制傳回的字元（文本模式）或位元組（二進制模式）的大小。
readline（size = -1）
傳回整行，最後包括字元\ n。如果size大于0，它将從該行傳回最大字元數。
readlines（hint = -1）
傳回清單中檔案的所有行。可選參數
hint
表示如果傳回的字元數超過了hint，則将不傳回任何行。
在這三種方法中，
read()
和
readlines()
的記憶體效率較低，因為預設情況下，它們以字元串或清單形式傳回完整的檔案。一種更有效的記憶體疊代方式是使用
readline()
并使其停止讀取，直到傳回空字元串。空字元串“”表示指針到達檔案末尾。
在編寫方面，有兩種方法
write()
和
writelines()
。 顧名思義，
write()是
寫一個字元串，而
writelines()
是寫一個字元串清單。 開發人員有責任在末尾添加\ n。
如果您将文本寫入特殊的檔案類型（例如
JSON
或
csv
），則應在檔案對象頂部使用Python内置子產品
json
或
csv
。
在檔案内移動指針
當我們打開檔案時，我們得到一個指向特定位置的檔案處理程式。 在r和w模式下，處理程式指向檔案的開頭。 在一種模式下，處理程式指向檔案的末尾。
tell()
和
seek()
當我們從檔案中讀取時，指針将移動到下一個讀取将開始的位置，除非我們告訴指針移動。 您可以使用2種方法來做到這一點：
tell()
和
seek()
。
tell()
以檔案開頭的位元組數/字元數的形式傳回指針的目前位置。
seek（offset，whence = 0）
将處理程式移到一個位置，
offset
字元距離
wherece
。 地點可以是：
- 0：從檔案開頭
- 1：從目前位置開始
- 2：從檔案末尾開始
在文本模式下，
wherece
僅應為0，偏移應≥0。
了解檔案狀态
作業系統上的檔案系統可以告訴您許多有關檔案的實用資訊。 例如，檔案的大小，建立和修改的時間。 要在Python中擷取此資訊，可以使用os或pathlib子產品。 實際上，os和pathlib之間有很多共同之處。 pathlib是比os更面向對象的子產品。
作業系統
擷取完整狀态的一種方法是使用
os.stat（“ test.txt”）
。 它傳回具有許多統計資訊的結果對象，例如
st_size
（檔案大小，以位元組為機關），
st_atime
（最新通路的時間戳），
st_mtime
（最新修改的時間戳）等。
您也可以使用
os.path
單獨擷取統計資訊。
路徑庫
擷取完整狀态的另一種方法是使用
pathlib.Path(“ text.txt”.stat())
它傳回與
os.stat()
相同的對象。
在以下各節中，我們将比較
os
和
pathlib
的更多方面。
複制，移動和删除檔案
Python有許多内置子產品來處理檔案移動。 在您信任Google傳回的第一個答案之前，您應該意識到，不同的子產品選擇會導緻不同的性能。 一些子產品将阻塞線程，直到檔案移動完成，而其他子產品則可能異步執行。
關閉
shutil是用于移動，複制和删除檔案和檔案夾的最著名的子產品。 它提供了4種僅複制檔案的方法。
copy()
，
copy2()
和
copyfile()
。
copy()
與
copy2()
：
copy2()
與
copy()
非常相似。 不同之處在于
copy2()
還複制檔案的中繼資料，例如最近的通路時間，最近的修改時間。 但是根據Python文檔，由于作業系統的限制，即使
copy2()
也無法複制所有中繼資料。
copy()
與
copyfile()
：
copy()
将新檔案的權限設定為與原始檔案相同，但是copyfile()不會複制其權限模式。 其次，
copy()
的目标可以是目錄。 如果存在同名檔案，則将其覆寫，否則，将建立一個新檔案。 但是，
copyfile()
的目的地必須是目标檔案名。
os
os子產品具有一個
system()
函數，允許您在子
shell
中執行指令。 您需要将該指令作為參數傳遞給
system()
。 這與在作業系統上執行的指令具有相同的效果。 為了移動和删除檔案，您還可以在
os
子產品中使用專用功能。
異步複制/移動檔案
到目前為止，解決方案始終是同步的，這意味着如果檔案很大并且需要更多時間移動，則程式可能會被阻止。 如果要使程式異步，則可以使用
threading
，
multiprocessing
或
subprocess
子產品使檔案操作在單獨的線程或單獨的程序中運作。
搜尋檔案
複制和移動檔案後，您可能需要搜尋與特定模式比對的檔案名。 Python提供了許多内置函數供您選擇。
glob
glob
子產品根據
Unix shell
使用的規則查找與指定模式比對的所有路徑名。 它支援通配符，例如*？。 []。
glob.glob（“ *。csv”）
搜尋目前目錄中所有具有csv擴充名的檔案。 使用glob子產品，還可以在子目錄中搜尋檔案。
os
os子產品是如此強大，以至于它基本上可以執行檔案操作。 我們可以簡單地使用os.listdir()列出目錄中的所有檔案，并使用
file.endswith()
和
file.startswith()
來檢測模式。 如果要周遊目錄，請使用
os.walk()
。
pathlib
pathlib
具有與
glob
子產品類似的功能。 也可以遞歸搜尋檔案名。 與以前的基于os的解決方案相比，
pathlib
具有更少的代碼，并且提供了更多的面向對象的解決方案。
播放檔案路徑
使用檔案路徑是我們執行的另一項常見任務。 它可以擷取檔案的相對路徑和絕對路徑。 它也可以連接配接多個路徑并找到父目錄等。
相對路徑和絕對路徑
os和pathlib都提供了擷取檔案或目錄的相對路徑和絕對路徑的功能。
聯接 路徑
這是我們可以獨立于環境連接配接os和pathlib中的路徑的方式。 pathlib使用斜杠建立子路徑。
擷取父目錄
dirname()
是在os中擷取父目錄的函數，而在
pathlib
中，您可以僅使用
Path()
。parent來擷取父檔案夾。
作業系統 路徑庫
最後但并非最不重要的一點是，我想簡要介紹一下
os
和
pathlib
。 如Python文檔所述，
pathlib
是比
os
更面向對象的解決方案。 它将每個檔案路徑表示為适當的對象，而不是字元串。 這給開發人員帶來了很多好處，例如，使連接配接多個路徑變得更加容易，在不同的作業系統上更加一緻，并且可以直接從對象通路方法。
我希望本文可以提高您處理檔案的效率。