Python學習日誌-檔案讀取、寫入、模式比較(r+、a+、w+)

Dec 26, 2020

前言

內文為自行查看書籍、查閱網路資訊，或者利用程式自行嘗試後，進行整理幫助自我理解的學習日誌，並無商業行為，內容大多轉載於書籍以及他人的分享，來源皆附於文章下方的參考資料。此外內容表達的為自我的理解與解釋，並不保證一定正確，請僅以參考視之，若有錯誤歡迎告知。

檔案的讀取與寫入，剛開始學習時總覺得很簡單，畢竟是個基礎的技能，但練習時常常忘記一些小細節，甚至出現Error，而又在找尋問題的解決過程中花費了許多時間，今天就來紀錄一下學習中的小細節、遇到的問題、解決方法以及程式背後的概念。由於內容繁多將會分成2篇文章。

在 Python 中讀寫檔案的語法為：
檔案物件 = open(檔案路徑, mode = 開啟模式)
檔案物件：利用檔案物件操作檔案

有了檔案物件後，就可以對檔案進行各種需要的操作，像是印出檔案中的內容、將檔案覆寫、在檔案後方新增其他文字等等，而要進行這些操作的方法為(如表1)：

python 在讀取檔案時的操作步驟為開啟檔案→檔案操作(讀取內容/寫入內容)→關閉檔案，一定要記得關閉檔案，如果不關閉檔案，可能會導致檔案臨時數據丟失，造成檔案寫入失敗。因為檔案的數據在關閉以前都不會儲存在硬碟裡，而是儲存在運行的內存當中，關閉了才會寫入硬碟，此外若不關閉檔案會浪費系統的分配。

使用兩種範例才呈現這個步驟，範例2使用了with陳述，使用with的好處在於當檔案操作完，程式會自動的關閉檔案，可以避免忘記關閉檔案，故大多數都推薦使用這個方式去讀寫檔案。

使用範例1：

f = open('try open.txt', mode='r')  # 開啟檔案
data = f.read() # 讀取檔案
f.close() # 關閉檔案

使用範例2：

with open('try open.txt', mode='r') as f: 
    data = f.read() # 讀取檔案

題外話，使用”讀寫檔案”的感受在 Python 與 R 中就不一樣，R不用特別注意有沒有開啟關閉檔案，直接 read.table 或 read.csv 就把檔案讀取了，write.table 或 write.csv 就把檔案匯出，一整個很直覺 XDD，不過 Python 的運作過程讓人有種更瞭解背後的運作模式的FU~~

各個開啟模式下需注意的事項

練習常見的方法( f.read()、f.write()、f.seek()、f.tell() )與模式(r+、w+、a+)

開啟模式如表2

新增的註解：
'r'、'r+' ：只讀或讀寫，並不創建檔案
'w'、'w+'、'a'、'a+'，若檔案不存在都會新建檔案。
'w'、'w+' 只寫或讀寫，兩者都等同新建一個檔案，故會把原內容清除。
'w+' 與 'r+'的區別：'r+'只能使用在文件存在情況，不存在報Error。

各個練習的差異：

由上述可以知道在 'a' 跟 'w' 的模式下，檔案不存在的話，將會新建檔案，故下方的練習比較，都將是在檔案已存在之下進行的。先建立一個 try open and write.txt，其內容如圖1

練習1：模式r+，先讀取再寫入

因為檔案中有中文，故需使用 encoding=’utf-8-sig’，後續在說明 encoding 的意義，此處先不深究。由練習1的輸出結果可以看到，有成功的讀取檔案內容並存至變數 data 中，而從txt檔案中也可看見寫入成功。

練習2：模式r+，只寫入不讀取

此時檔案為練習1執行之後的檔案，再次執行 f.write(“\n — — — — — — — — — \n以下為寫入測試\n成功寫入。”)，但此次不再執行讀取。

從結果可以看到執行練習1程式碼後的檔案中的前四行的文字被覆蓋掉了，那明明都是「f.write()」，並且寫入一樣的文字，為什麼練習1的沒被覆蓋掉了，而練習2的卻被覆蓋掉了？

原因：寫入時檔案中浮標位置不一樣!
在練習1中，最一開始時檔案游標在檔案的開頭，但程式碼先進行了讀取，此時檔案游標跑到了檔案的最末端，因此在進行寫入時，是從檔案的最末端進行寫入，也就沒有覆蓋掉原本的文字。而練習2時，因為沒有進行讀取，所以檔案游標在檔案的最開頭，因此進行寫入時，原本的文字就被覆蓋掉了。