8. open() 與 io 模組

• 學習目標

– 使用 open()函式

– 使用 stdin、stdout、stderr

– 認識檔案描述器

– 認識 io 模組

使用 open() 函式

• 在最基本的需求上，只需要使用到它的前兩個參數：file 與 mode

read()、write()、close()

read() 方法

• 在未指定引數的情況下，會讀取檔案全部的內容 在指定整數引數的情況下，會讀取指定的字元數或位元組數（依開啟模式是文字或者二進位而定）

• 檔案開啟模式與後續進行的操作必須符合， 否則引發 UnsupportedOperation 例外

• 可以使用 readable() 方法測試是否可讀取，使用 writable() 方法測試可否寫入

readline()、readlines()、writelines()

• 對於文字模式來說，預設是讀取到'\n'、'\r'或'\r\n'，都可以被判定為一行

• readline()或readlines()讀到的每一行，換行字元都一律換為'\n'。

• 對於二進位模式來說，行的判斷標準預設是遇到b'\n'這個bytes

• 文字模式在寫入的情況下， 任何'\n'都會被置換為os.linesep 的值（Windows

就是'\r\n'）

• 逐行讀取檔案內容

• Python 的檔案讀取風格：讀取一個檔案最好的方式，就是不要去 read！

• 在進行檔案讀寫時，tell() 方法可以告知

目前在檔案中的位移值，單位是位元組值，檔案開頭的位移值是 0

• seek() 方法可以指定跳到哪個位移值

• 可以使用 seek() 來實現隨機存取

• 可以執行 flush() 方法，將緩衝內容出清

readinto()

• buffering 參數用來設置緩衝策略

• 預設的緩衝策略會試著自行決定緩衝大小（通常會是 4096 或 8192 位元組）

• 或者對互動文字檔案採用行緩衝（line buffering）

• 如果 buffering 設定為0，表示關閉緩衝

• 設定為大於0 的整數值，表示指定緩衝的位元組大小

• encoding 指定文字模式時的檔案編碼

• 預設採用 locale.getpreferredencoding()的傳回值作為編碼

• 如果文字檔案採用的編碼不同，讀取時就有可能會出現亂碼問題

• 在正確指定 encoding 為 'UTF-8' 的情

況下，就不會有問題了：

• errors 參數可指定發生編碼錯誤時，該如

何進行處理

• 在不設定的情況下，發生編碼錯誤時會引發 ValueError 的子類別例外

• newlines 的指定值還可以是''、'\n'、'\r'與'\r\n'

• 如果指定了''，讀取到'\n'、'\r'或'\r\n'， 都可以被判定為一行， 而readline()或readlines()讀到的每一行，一律保留來源換行字元

• 如果設定為其他'\n'、'\r'或'\r\n'，那麼讀取後的換行字元就會是指定的字元

• 文字模式在寫入的預設情況下，任何'\n'

都會被置換為os.linesep 的值

• 如果newline 設為''就保留原有的換行

字元，如果指定為其他值，就以指定的字元進行置換

stdin、stdout、stderr

• 在 sys 模組中有個 stdin 就代表著標準輸入，而 stdout 就代表著標準輸出

• 行為上就像 open() 函式開啟的文字模式

檔案物件

• 對於標準輸出或輸出， 若想二進位模式讀取或寫入， 可使用sys.stdin.buffer

或sys.stdout.buffer

• 行為就像是以open()函式開啟的二進位模式檔案物件

• 可以改變標準輸入或輸出的來源

• 將一個自行開啟的檔案物件，指定給 sys.stdout，就可以利用 print() 來寫

出資料至檔案

• 內建的 print() 函式本身，就有一個 file 參數可以達到這樣的需求

• 可以使用 >將程式執行時的標準輸出訊息，導向至指定的檔案，或者使用 >> 附加訊息

• 標準錯誤的輸出不能使用 >或 >> 重新導向

至檔案

認識檔案描述器

• open() 函式的 file 參數，除了接受字串

指定檔案的路徑外，還可指定檔案描述器

• 檔案描述器會是個整數值，對應至目前程式已開啟的檔案

• 標準輸入通常使用檔案描述器 0，標準輸出是 1，標準錯誤是 2，進一步開啟的檔案則會是 3、4、5 等數字

• 對於檔案物件，可以使用 fileno() 方法

來取得檔案描述器

• 如果指定 open() 的第一個參數為0 會如何

呢？

• 若能取得一個對應至系統上已開啟的檔案描述器，就有機會使用 open() 來包裹成

為檔案物件，以利用檔案物件的高階行為

• open() 函式的 closed 參數預設值是 True

–這表示若 open()時 file 指定了一個檔案

描述器，在檔案物件呼叫 close()方法而關

閉時，被指定的檔案描述器也會一併關閉

–當指定為 False 時，就不會關閉被指定的檔

案描述器

• open() 還有個 opener 可以用來指定一個函式，該函式必須有兩個參數

–第一個參數會傳入 open() 函式被指定的檔案路徑

–第二個參數會是 open() 函式依 mode 而計算出來的 flags 值，函式最後必須傳回一個檔案描述器

–open() 函式基於該檔案描述器建立檔案物件，以便進行檔案操作。

認識 io 模組

• open() 函式實際上是個工廠函式

• 若想進一步掌握檔案物件的操作，就得認識 io 模組

• 檔案物件大致上分為三個主要類型

–文字（Text）I/O

–二進位（Binary）I/O

–原始（Raw）I/O

• 原始 I/O 是無緩衝低階操作，少直接使用，常作為文字 I/O 或二進位 I/O 底層操作

• TextIOWrapper 也是個包裹器，可以包裹 BufferedIOBase，以便將二進位資料

依指定的文字編碼進行轉換

• 如果資料的讀取來源或寫入目的地，並不是個檔案，而想要是記憶體中某個物件，那麼可以使用 BytesIO 或 StringIO

• 通常使用 BytesIO 時，最後會使用 getvalue() 方法來取得寫入的資料

• 若想讀寫的是文字資料，可以使用 StringIO