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創(chuàng)新互聯(lián)Python教程：io—-處理流的核心工具

io —- 處理流的核心工具

源代碼: Lib/io.py

讓客戶滿意是我們工作的目標(biāo)，不斷超越客戶的期望值來(lái)自于我們對(duì)這個(gè)行業(yè)的熱愛。我們立志把好的技術(shù)通過(guò)有效、簡(jiǎn)單的方式提供給客戶，將通過(guò)不懈努力成為客戶在信息化領(lǐng)域值得信任、有價(jià)值的長(zhǎng)期合作伙伴，公司提供的服務(wù)項(xiàng)目有：域名注冊(cè)、網(wǎng)站空間、營(yíng)銷軟件、網(wǎng)站建設(shè)、寬城網(wǎng)站維護(hù)、網(wǎng)站推廣。

概述

io 模塊提供了 python 用于處理各種 I/O 類型的主要工具。三種主要的 I/O類型分別為: 文本 I/O, 二進(jìn)制 I/O 和 原始 I/O。這些是泛型類型，有很多種后端存儲(chǔ)可以用在他們上面。一個(gè)隸屬于任何這些類型的具體對(duì)象被稱作 file object。其他同類的術(shù)語(yǔ)還有流和 類文件對(duì)象。

獨(dú)立于其類別，每個(gè)具體流對(duì)象也將具有各種功能：它可以是只讀，只寫或讀寫。它還可以允許任意隨機(jī)訪問(wèn)（向前或向后尋找任何位置），或僅允許順序訪問(wèn)（例如在套接字或管道的情況下）。

所有流對(duì)提供給它們的數(shù)據(jù)類型都很敏感。例如將 str 對(duì)象給二進(jìn)制流的 write() 方法會(huì)引發(fā) TypeError。將 bytes 對(duì)象提供給文本流的 write() 方法也是如此。

在 3.3 版更改: 由于 IOError 現(xiàn)在是 OSError 的別名，因此用于引發(fā) IOError 的操作現(xiàn)在會(huì)引發(fā) OSError 。

文本 I/O

文本I/O預(yù)期并生成 str 對(duì)象。這意味著，無(wú)論何時(shí)后臺(tái)存儲(chǔ)是由字節(jié)組成的（例如在文件的情況下），數(shù)據(jù)的編碼和解碼都是透明的，并且可以選擇轉(zhuǎn)換特定于平臺(tái)的換行符。

創(chuàng)建文本流的最簡(jiǎn)單方法是使用 open()，可以選擇指定編碼：

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

內(nèi)存中文本流也可以作為 StringIO 對(duì)象使用：

 
 
 
 
  
  
  
  f = io.StringIO("some initial text data")

TextIOBase 的文檔中詳細(xì)描述了文本流的API

二進(jìn)制 I/O

二進(jìn)制I/O（也稱為緩沖I/O）預(yù)期 bytes-like objects 并生成 bytes 對(duì)象。不執(zhí)行編碼、解碼或換行轉(zhuǎn)換。這種類型的流可以用于所有類型的非文本數(shù)據(jù)，并且還可以在需要手動(dòng)控制文本數(shù)據(jù)的處理時(shí)使用。

創(chuàng)建二進(jìn)制流的最簡(jiǎn)單方法是使用 open()，并在模式字符串中指定 'b' ：

 
 
 
 
  
  
  
  f = open("myfile.jpg", "rb")

內(nèi)存中二進(jìn)制流也可以作為 BytesIO 對(duì)象使用：

 
 
 
 
  
  
  
  f = io.BytesIO(b"some initial binary data: \x00\x01")

BufferedIOBase 的文檔中詳細(xì)描述了二進(jìn)制流 API。

其他庫(kù)模塊可以提供額外的方式來(lái)創(chuàng)建文本或二進(jìn)制流。參見 socket.socket.makefile() 的示例。

原始 I/O

原始 I/O（也稱為 非緩沖 I/O）通常用作二進(jìn)制和文本流的低級(jí)構(gòu)建塊。用戶代碼直接操作原始流的用法非常罕見。不過(guò)，可以通過(guò)在禁用緩沖的情況下以二進(jìn)制模式打開文件來(lái)創(chuàng)建原始流：

 
 
 
 
  
  
  
  f = open("myfile.jpg", "rb", buffering=0)

RawIOBase 的文檔中詳細(xì)描述了原始流的API

文本編碼格式

The default encoding of TextIOWrapper and open() is locale-specific (locale.getencoding()).

但是，很多開發(fā)者在打開以 UTF-8 編碼的文本文件 (例如 JSON, TOML, Markdown 等等…) 時(shí)會(huì)忘記指定編碼格式，因?yàn)榇蠖鄶?shù) Unix 平臺(tái)默認(rèn)使用 UTF-8 語(yǔ)言區(qū)域。這會(huì)導(dǎo)致各種錯(cuò)誤因?yàn)榇蠖鄶?shù) Windows 用戶的語(yǔ)言區(qū)域編碼格式并不是 UTF-8。例如:

 
 
 
 
  
  
  
  # May not work on Windows when non-ASCII characters in the file.
  
  
  
  with open("README.md") as f:
  
  
  
   long_description = f.read()

Accordingly, it is highly recommended that you specify the encoding explicitly when opening text files. If you want to use UTF-8, pass encoding="utf-8". To use the current locale encoding, encoding="locale" is supported since Python 3.10.

參見

Python UTF-8 模式

Python UTF-8 Mode can be used to change the default encoding to UTF-8 from locale-specific encoding.

PEP 686

Python 3.15 will make Python UTF-8 模式 default.

選擇性的 EncodingWarning

3.10 新版功能: 請(qǐng)參閱 PEP 597 了解詳情。

要找出哪里使用了默認(rèn)語(yǔ)言區(qū)域的編碼格式，你可以啟用 -X warn_default_encoding 命令行選項(xiàng)或設(shè)置 PYTHONWARNDEFAULTENCODING 環(huán)境變量，這將在使用默認(rèn)編碼格式時(shí)發(fā)出 EncodingWarning。

如果你提供了使用 open() 或 TextIOWrapper 的 API 并將 encoding=None 作為形參傳入，你可以使用 text_encoding() 以便 API 的調(diào)用方在沒有傳入 encoding 的時(shí)候?qū)l(fā)出 EncodingWarning。但是，對(duì)于新的 API 請(qǐng)考慮默認(rèn)就使用 UTF-8 (即 encoding="utf-8")。

高階模塊接口

io.DEFAULT_BUFFER_SIZE

包含模塊緩沖 I/O 類使用的默認(rèn)緩沖區(qū)大小的 int。在可能的情況下 open() 將使用文件的 blksize（由 os.stat() 獲得）。

io.open(file, mode=’r’, buffering=- 1, encoding=None, errors=None, newline=None, closefd=True, opener=None)

這是內(nèi)置的 open() 函數(shù)的別名。

open 附帶參數(shù) path、mode、flags 會(huì)引發(fā) 審計(jì)事件。

io.open_code(path)

以 'rb' 模式打開提供的文件。如果目的是將文件內(nèi)容做為可執(zhí)行代碼，則應(yīng)使用此函數(shù)。

path 應(yīng)當(dāng)為 str 類型并且是一個(gè)絕對(duì)路徑。

此函數(shù)的行為可以由對(duì) PyFile_SetOpenCodeHook() 的先期調(diào)用所重載。但是，如果 path 為 str 類型并且是一個(gè)絕對(duì)路徑，open_code(path) 的行為應(yīng)當(dāng)總是與 open(path, 'rb') 一致。重載此行為的目的是為了給文件附加額外的驗(yàn)證或預(yù)處理。

3.8 新版功能.

io.text_encoding(encoding, stacklevel=2, /)

這是一個(gè)針對(duì)使用 open() 或 TextIOWrapper 的可調(diào)用對(duì)象的輔助函數(shù)并且具有 encoding=None 形參。

This function returns encoding if it is not None. Otherwise, it returns "locale" or "utf-8" depending on UTF-8 Mode.

This function emits an EncodingWarning if sys.flags.warn_default_encoding is true and encoding is None. stacklevel specifies where the warning is emitted. For example:

 
 
 
 
  
  
  
  def read_text(path, encoding=None):
  
  
  
   encoding = io.text_encoding(encoding) # stacklevel=2
  
  
  
   with open(path, encoding) as f:
  
  
  
   return f.read()

在這個(gè)例子中，將為 read_text() 的調(diào)用方發(fā)出 EncodingWarning。

請(qǐng)參閱文本編碼格式了解更多信息。

3.10 新版功能.

在 3.11 版更改: text_encoding() returns “utf-8” when UTF-8 mode is enabled and encoding is None.

exception io.BlockingIOError

這是內(nèi)置的 BlockingIOError 異常的兼容性別名。

exception io.UnsupportedOperation

在流上調(diào)用不支持的操作時(shí)引發(fā)的繼承 OSError 和 ValueError 的異常。

參見

sys

包含標(biāo)準(zhǔn)IO流: sys.stdin, sys.stdout 和 sys.stderr 。

類的層次結(jié)構(gòu)

I/O 流被安排為按類的層次結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。首先是抽象基類 (ABC)，用于指定流的各種類別，然后是提供標(biāo)準(zhǔn)流實(shí)現(xiàn)的具體類。

備注
抽象基類還提供某些方法的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)，以幫助實(shí)現(xiàn)具體的流類。例如 BufferedIOBase 提供了 readinto() 和 readline() 的未優(yōu)化實(shí)現(xiàn)。

I/O層次結(jié)構(gòu)的頂部是抽象基類 IOBase 。它定義了流的基本接口。但是請(qǐng)注意，對(duì)流的讀取和寫入之間沒有分離。如果實(shí)現(xiàn)不支持指定的操作，則會(huì)引發(fā) UnsupportedOperation 。

抽象基類 RawIOBase 是 IOBase 的子類。它負(fù)責(zé)將字節(jié)讀取和寫入流中。 RawIOBase 的子類 FileIO 提供計(jì)算機(jī)文件系統(tǒng)中文件的接口。

The BufferedIOBase ABC extends IOBase. It deals with buffering on a raw binary stream (RawIOBase). Its subclasses, BufferedWriter, BufferedReader, and BufferedRWPair buffer raw binary streams that are writable, readable, and both readable and writable, respectively. BufferedRandom provides a buffered interface to seekable streams. Another BufferedIOBase subclass, BytesIO, is a stream of in-memory bytes.

抽象基類 TextIOBase 繼承了 IOBase 。它處理可表示文本的流，并處理字符串的編碼和解碼。類 TextIOWrapper 繼承了 TextIOBase ，是原始緩沖流（ BufferedIOBase ）的緩沖文本接口。最后， StringIO 是文本的內(nèi)存流。

參數(shù)名不是規(guī)范的一部分，只有 open() 的參數(shù)才用作關(guān)鍵字參數(shù)。

下表總結(jié)了抽象基類提供的 io 模塊：

抽象基類	繼承	抽象方法	Mixin方法和屬性
IOBase		`fileno`, `seek`, 和 `truncate`	`close`, `closed`, `enter`, `exit`, `flush`, `isatty`, `iter`, `next`, `readable`, `readline`, `readlines`, `seekable`, `tell`, `writable` 和 `writelines`
RawIOBase	IOBase	`readinto` 和 `write`	繼承 IOBase 方法, `read`, 和 `readall`
BufferedIOBase	IOBase	`detach`, `read`, `read1`, 和 `write`	繼承 IOBase 方法, `readinto`, 和 `readinto1`
TextIOBase	IOBase	`detach`, `read`, `readline`, 和 `write`	繼承 IOBase 方法, `encoding`, `errors`, 和 `newlines`

I/O 基類

class io.IOBase

所有 I/O 類的抽象基類。

此類為許多方法提供了空的抽象實(shí)現(xiàn)，派生類可以有選擇地重寫。默認(rèn)實(shí)現(xiàn)代表一個(gè)無(wú)法讀取、寫入或查找的文件。

盡管 IOBase 沒有聲明 read() 或 write() ，因?yàn)樗鼈兊暮灻麜?huì)有所不同，但是實(shí)現(xiàn)和客戶端應(yīng)該將這些方法視為接口的一部分。此外，當(dāng)調(diào)用不支持的操作時(shí)可能會(huì)引發(fā) ValueError （或 UnsupportedOperation ）。

從文件讀取或?qū)懭胛募亩M(jìn)制數(shù)據(jù)的基本類型為 bytes 。其他 bytes-like objects 也可以作為方法參數(shù)。文本I/O類使用 str 數(shù)據(jù)。

請(qǐng)注意，在關(guān)閉的流上調(diào)用任何方法（甚至查詢）都是未定義的（undefined）。在這種情況下，實(shí)現(xiàn)可能會(huì)引發(fā) ValueError 。

IOBase （及其子類）支持迭代器協(xié)議，這意味著可以迭代 IOBase 對(duì)象以產(chǎn)生流中的行。根據(jù)流是二進(jìn)制流（產(chǎn)生字節(jié)）還是文本流（產(chǎn)生字符串），行的定義略有不同。請(qǐng)參見下面的 readline() 。

IOBase 也是一個(gè)上下文管理器，因此支持 with 語(yǔ)句。在這個(gè)示例中，file 將在 with 語(yǔ)句塊執(zhí)行完成之后被關(guān)閉 —- 即使是發(fā)生了異常:

 
 
 
 
  
  
  
  with open('spam.txt', 'w') as file:
  
  
  
   file.write('Spam and eggs!')

IOBase 提供以下數(shù)據(jù)屬性和方法：

close()
刷新并關(guān)閉此流。如果文件已經(jīng)關(guān)閉，則此方法無(wú)效。文件關(guān)閉后，對(duì)文件的任何操作（例如讀取或?qū)懭耄┒紩?huì)引發(fā) ValueError 。
為方便起見，允許多次調(diào)用此方法。但是，只有第一個(gè)調(diào)用才會(huì)生效。
closed
如果流已關(guān)閉，則返回 True。
fileno()
返回流的底層文件描述符（整數(shù)）—-如果存在。如果 IO 對(duì)象不使用文件描述符，則會(huì)引發(fā) OSError 。
flush()
刷新流的寫入緩沖區(qū)（如果適用）。這對(duì)只讀和非阻塞流不起作用。
isatty()
如果流是交互式的（即連接到終端/tty設(shè)備），則返回 True 。
readable()
如果可以讀取流，則返回 True 。否則為 False ，且 read() 將引發(fā) OSError 錯(cuò)誤。
readline(size=- 1, /)
從流中讀取并返回一行。如果指定了 size，將至多讀取 size 個(gè)字節(jié)。
對(duì)于二進(jìn)制文件行結(jié)束符總是 b'\n'；對(duì)于文本文件，可以用將 newline 參數(shù)傳給 open() 的方式來(lái)選擇要識(shí)別的行結(jié)束符。
readlines(hint=- 1, /)
從流中讀取并返回包含多行的列表?？梢灾付?hint 來(lái)控制要讀取的行數(shù)：如果（以字節(jié)/字符數(shù)表示的）所有行的總大小超出了 hint 則將不會(huì)讀取更多的行。
0 或更小的 hint 值以及 None，會(huì)被視為沒有 hint。
請(qǐng)注意使用 for line in file: ... 就足夠?qū)ξ募?duì)象進(jìn)行迭代了，可以不必調(diào)用 file.readlines()。
seek(offset, whence=SEEK_SET, /)
將流位置修改到給定的字節(jié) offset。 offset 將相對(duì)于由 whence 指定的位置進(jìn)行解析。 whence 的默認(rèn)值為 SEEK_SET。 whence 的可用值有：
- SEEK_SET 或 0 — 流的開頭（默認(rèn)值）；offset 應(yīng)為零或正值
- SEEK_CUR or 1 — 當(dāng)前流位置；offset 可以為負(fù)值
- SEEK_END or 2 — 流的末尾；offset 通常為負(fù)值
返回新的絕對(duì)位置。
3.1 新版功能: SEEK_* 常量.
3.3 新版功能: 某些操作系統(tǒng)還可支持其他的值，例如 os.SEEK_HOLE 或 os.SEEK_DATA。特定文件的可用值還會(huì)取決于它是以文本還是二進(jìn)制模式打開。
seekable()
如果流支持隨機(jī)訪問(wèn)則返回 True。如為 False，則 seek(), tell() 和 truncate() 將引發(fā) OSError。
tell()
返回當(dāng)前流的位置。
truncate(size=None, /)
將流的大小調(diào)整為給定的 size 個(gè)字節(jié)（如果未指定 size 則調(diào)整至當(dāng)前位置）。當(dāng)前的流位置不變。這個(gè)調(diào)整操作可擴(kuò)展或減小當(dāng)前文件大小。在擴(kuò)展的情況下，新文件區(qū)域的內(nèi)容取決于具體平臺(tái)（在大多數(shù)系統(tǒng)上，額外的字節(jié)會(huì)填充為零）。返回新的文件大小。
在 3.5 版更改: 現(xiàn)在Windows在擴(kuò)展時(shí)將文件填充為零。
writable()
如果流支持寫入則返回 True。如為 False，則 write() 和 truncate() 將引發(fā) OSError。
writelines(lines, /)
將行列表寫入到流。不會(huì)添加行分隔符，因此通常所提供的每一行都帶有末尾行分隔符。
__del__()
為對(duì)象銷毀進(jìn)行準(zhǔn)備。 IOBase 提供了此方法的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)，該實(shí)現(xiàn)會(huì)調(diào)用實(shí)例的 close() 方法。

class io.RawIOBase

原始二進(jìn)制流的基類。它繼承自 IOBase 。

原始二進(jìn)制流通常會(huì)提供對(duì)下層 OS 設(shè)備或 API 的低層級(jí)訪問(wèn)，而不是嘗試將其封裝到高層級(jí)的基元中（此功能是在更高層級(jí)的緩沖二進(jìn)制流和文本流中實(shí)現(xiàn)的，將在下文中描述）。

RawIOBase 在 IOBase 的現(xiàn)有成員以外還提供了下列方法:

read(size=- 1, /)
從對(duì)象中讀取 size 個(gè)字節(jié)并將其返回。作為一個(gè)便捷選項(xiàng)，如果 size 未指定或?yàn)?-1，則返回所有字節(jié)直到 EOF。在其他情況下，僅會(huì)執(zhí)行一次系統(tǒng)調(diào)用。如果操作系統(tǒng)調(diào)用返回字節(jié)數(shù)少于 size 則此方法也可能返回少于 size 個(gè)字節(jié)。
如果返回 0 個(gè)字節(jié)而 size 不為零 0，這表明到達(dá)文件末尾。如果處于非阻塞模式并且沒有更多字節(jié)可用，則返回 None。
默認(rèn)實(shí)現(xiàn)會(huì)轉(zhuǎn)至 readall() 和 readinto()。
readall()
從流中讀取并返回所有字節(jié)直到 EOF，如有必要將對(duì)流執(zhí)行多次調(diào)用。
readinto(b, /)
將字節(jié)數(shù)據(jù)讀入預(yù)先分配的可寫 bytes-like object b，并返回所讀取的字節(jié)數(shù)。例如，b 可以是一個(gè) bytearray。如果對(duì)象處理非阻塞模式并且沒有更多字節(jié)可用，則返回 None。
write(b, /)
將給定的 bytes-like object b 寫入到下層的原始流，并返回所寫入的字節(jié)數(shù)。這可以少于 b 的總字節(jié)數(shù)，具體取決于下層原始流的設(shè)定，特別是如果它處于非阻塞模式的話。如果原始流設(shè)為非阻塞并且不能真正向其寫入單個(gè)字節(jié)時(shí)則返回 None。調(diào)用者可以在此方法返回后釋放或改變 b，因此該實(shí)現(xiàn)應(yīng)該僅在方法調(diào)用期間訪問(wèn) b。

class io.BufferedIOBase

支持某種緩沖的二進(jìn)制流的基類。它繼承自 IOBase。

與 RawIOBase 的主要差別在于 read(), readinto() 和 write() 等方法將（分別）嘗試按照要求讀取盡可能多的輸入或是耗盡所有給定的輸出，其代價(jià)是可能會(huì)執(zhí)行一次以上的系統(tǒng)調(diào)用。

除此之外，那些方法還可能引發(fā) BlockingIOError，如果下層的原始數(shù)據(jù)流處于非阻塞模式并且無(wú)法接受或給出足夠數(shù)據(jù)的話；不同于對(duì)應(yīng)的 RawIOBase 方法，它們將永遠(yuǎn)不會(huì)返回 None。

并且，read() 方法也沒有轉(zhuǎn)向 readinto() 的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)。

典型的 BufferedIOBase 實(shí)現(xiàn)不應(yīng)當(dāng)繼承自 RawIOBase 實(shí)現(xiàn)，而要包裝一個(gè)該實(shí)現(xiàn)，正如 BufferedWriter 和 BufferedReader 所做的那樣。

BufferedIOBase 在 IOBase 的現(xiàn)有成員以外還提供或重載了下列數(shù)據(jù)屬性和方法:

raw
由 BufferedIOBase 處理的下層原始流 (RawIOBase 的實(shí)例)。它不是 BufferedIOBase API 的組成部分并且不存在于某些實(shí)現(xiàn)中。
detach()
從緩沖區(qū)分離出下層原始流并將其返回。
在原始流被分離之后，緩沖區(qū)將處于不可用的狀態(tài)。
某些緩沖區(qū)例如 BytesIO 并無(wú)可從此方法返回的單獨(dú)原始流的概念。它們將會(huì)引發(fā) UnsupportedOperation。
3.1 新版功能.
read(size=- 1, /)
讀取并返回最多 size 個(gè)字節(jié)。如果此參數(shù)被省略、為 None 或?yàn)樨?fù)值，則讀取并返回所有數(shù)據(jù)直到 EOF。如果流已經(jīng)到達(dá) EOF 則返回一個(gè)空的 bytes 對(duì)象。
如果此參數(shù)為正值，并且下層原始流不可交互，則可能發(fā)起多個(gè)原始讀取以滿足字節(jié)計(jì)數(shù)（直至先遇到 EOF）。但對(duì)于可交互原始流，則將至多發(fā)起一個(gè)原始讀取，并且簡(jiǎn)短的結(jié)果并不意味著已到達(dá) EOF。
BlockingIOError 會(huì)在下層原始流不處于阻塞模式，并且當(dāng)前沒有可用數(shù)據(jù)時(shí)被引發(fā)。
read1(size=- 1, /)
通過(guò)至多一次對(duì)下層流的 read() (或 readinto()) 方法的調(diào)用讀取并返回至多 size 個(gè)字節(jié)。這適用于在 BufferedIOBase 對(duì)象之上實(shí)現(xiàn)你自己的緩沖區(qū)的情況。
如果 size 為 -1 (默認(rèn)值)，則返回任意數(shù)量的字節(jié)（多于零字節(jié)，除非已到達(dá) EOF）。
readinto(b, /)
將字節(jié)數(shù)據(jù)讀入預(yù)先分配的可寫 bytes-like object b 并返回所讀取的字節(jié)數(shù)。例如，b 可以是一個(gè) bytearray。
類似于 read()，可能對(duì)下層原始流發(fā)起多次讀取，除非后者為交互式。
BlockingIOError 會(huì)在下層原始流不處于阻塞模式，并且當(dāng)前沒有可用數(shù)據(jù)時(shí)被引發(fā)。
readinto1(b, /)
將字節(jié)數(shù)據(jù)讀入預(yù)先分配的可寫 bytes-like object b，其中至多使用一次對(duì)下層原始流 read() (或 readinto()) 方法的調(diào)用。返回所讀取的字節(jié)數(shù)。
BlockingIOError 會(huì)在下層原始流不處于阻塞模式，并且當(dāng)前沒有可用數(shù)據(jù)時(shí)被引發(fā)。
3.5 新版功能.
write(b, /)
寫入給定的 bytes-like object b，并返回寫入的字節(jié)數(shù) (總是等于 b 的字節(jié)長(zhǎng)度，因?yàn)槿绻麑懭胧t會(huì)引發(fā) OSError)。根據(jù)具體實(shí)現(xiàn)的不同，這些字節(jié)可能被實(shí)際寫入下層流，或是出于運(yùn)行效率和冗余等考慮而暫存于緩沖區(qū)。
當(dāng)處于非阻塞模式時(shí)，如果需要將數(shù)據(jù)寫入原始流但它無(wú)法在不阻塞的情況下接受所有數(shù)據(jù)則將引發(fā) BlockingIOError。
調(diào)用者可能會(huì)在此方法返回后釋放或改變 b，因此該實(shí)現(xiàn)應(yīng)當(dāng)僅在方法調(diào)用期間訪問(wèn) b。

原始文件 I/O

class io.FileIO(name, mode=’r’, closefd=True, opener=None)

代表一個(gè)包含字節(jié)數(shù)據(jù)的 OS 層級(jí)文件的原始二進(jìn)制流。它繼承自 RawIOBase。

name 可以是以下兩項(xiàng)之一：

代表將被打開的文件路徑的字符串或 bytes 對(duì)象。在此情況下 closefd 必須為 True (默認(rèn)值) 否則將會(huì)引發(fā)異常。
代表一個(gè)現(xiàn)有 OS 層級(jí)文件描述符的號(hào)碼的整數(shù)，作為結(jié)果的 FileIO 對(duì)象將可訪問(wèn)該文件。當(dāng) FileIO 對(duì)象被關(guān)閉時(shí)此 fd 也將被關(guān)閉，除非 closefd 設(shè)為 False。

mode 可以為 'r', 'w', 'x' 或 'a' 分別表示讀?。J(rèn)模式）、寫入、獨(dú)占新建或添加。如果以寫入或添加模式打開的文件不存在將自動(dòng)新建；當(dāng)以寫入模式打開時(shí)文件將先清空。以新建模式打開時(shí)如果文件已存在則將引發(fā) FileExistsError。以新建模式打開文件也意味著要寫入，因此該模式的行為與 'w' 類似。在模式中附帶 '+' 將允許同時(shí)讀取和寫入。

該類的 read() (當(dāng)附帶正值參數(shù)調(diào)用時(shí)), readinto() 和 write() 方法將只執(zhí)行一次系統(tǒng)調(diào)用。

可以通過(guò)傳入一個(gè)可調(diào)用對(duì)象作為 opener 來(lái)使用自定義文件打開器。然后通過(guò)調(diào)用 opener 并傳入 (name, flags) 來(lái)獲取文件對(duì)象所對(duì)應(yīng)的下層文件描述符。 opener 必須返回一個(gè)打開文件描述符（傳入 os.open 作為 opener 的結(jié)果在功能上將與傳入 None 類似）。

新創(chuàng)建的文件是不可繼承的。

有關(guān) opener 參數(shù)的示例，請(qǐng)參見內(nèi)置函數(shù) open() 。

在 3.3 版更改: 增加了 opener 參數(shù)。增加了 'x' 模式。

在 3.4 版更改: 文件現(xiàn)在禁止繼承。

FileIO 在繼承自 RawIOBase 和 IOBase 的現(xiàn)有成員以外還提供了以下數(shù)據(jù)屬性和方法:

mode
構(gòu)造函數(shù)中給定的模式。
name
文件名。當(dāng)構(gòu)造函數(shù)中沒有給定名稱時(shí)，這是文件的文件描述符。

緩沖流

相比原始 I/O，緩沖 I/O 流提供了針對(duì) I/O 設(shè)備的更高層級(jí)接口。

class io.BytesIO(initial_bytes=b’’)

一個(gè)使用內(nèi)在字節(jié)緩沖區(qū)的二進(jìn)制流。它繼承自 BufferedIOBase。在 close() 方法被調(diào)用時(shí)將會(huì)丟棄緩沖區(qū)。

可選參數(shù) initial_bytes 是一個(gè)包含初始數(shù)據(jù)的 bytes-like object。

BytesIO 在繼承自 BufferedIOBase 和 IOBase 的成員以外還提供或重載了下列方法:

getbuffer()

返回一個(gè)對(duì)應(yīng)于緩沖區(qū)內(nèi)容的可讀寫視圖而不必拷貝其數(shù)據(jù)。此外，改變視圖將透明地更新緩沖區(qū)內(nèi)容:

   
   
   
   
    
    
    
    >>> b = io.BytesIO(b"abcdef")
    
    
    
    >>> view = b.getbuffer()
    
    
    
    >>> view[2:4] = b"56"
    
    
    
    >>> b.getvalue()
    
    
    
    b'ab56ef'

備注

只要視圖保持存在，BytesIO 對(duì)象就無(wú)法被改變大小或關(guān)閉。

3.2 新版功能.

getvalue()
返回包含整個(gè)緩沖區(qū)內(nèi)容的 bytes。
read1(size=- 1, /)
在 BytesIO 中，這與 read() 相同。
在 3.7 版更改: size 參數(shù)現(xiàn)在是可選的。
readinto1(b, /)
在 BytesIO 中，這與 readinto() 相同。
3.5 新版功能.

class io.BufferedReader(raw, buffer_size=DEFAULT_BUFFER_SIZE)

一個(gè)提供對(duì)可讀、不可查找的 RawIOBase 原始二進(jìn)制流的高層級(jí)訪問(wèn)的緩沖二進(jìn)制流。它繼承自 BufferedIOBase。

當(dāng)從此對(duì)象讀取數(shù)據(jù)時(shí)，可能會(huì)從下層原始流請(qǐng)求更大量的數(shù)據(jù)，并存放到內(nèi)部緩沖區(qū)中。接下來(lái)可以在后續(xù)讀取時(shí)直接返回緩沖數(shù)據(jù)。

根據(jù)給定的可讀 raw 流和 buffer_size 創(chuàng)建 BufferedReader 的構(gòu)造器。如果省略 buffer_size，則會(huì)使用 DEFAULT_BUFFER_SIZE。

BufferedReader 在繼承自 BufferedIOBase 和 IOBase 的成員以外還提供或重載了下列方法:

peek(size=0, /)
從流返回字節(jié)數(shù)據(jù)而不前移位置。完成此調(diào)用將至多讀取一次原始流。返回的字節(jié)數(shù)量可能少于或多于請(qǐng)求的數(shù)量。
read(size=- 1, /)
讀取并返回 size 個(gè)字節(jié)，如果 size 未給定或?yàn)樨?fù)值，則讀取至 EOF 或是在非阻塞模式下讀取調(diào)用將會(huì)阻塞。
read1(size=- 1, /)
在原始流上通過(guò)單次調(diào)用讀取并返回至多 size 個(gè)字節(jié)。如果至少緩沖了一個(gè)字節(jié)，則只返回緩沖的字節(jié)。在其他情況下，將執(zhí)行一次原始流讀取。
在 3.7 版更改: size 參數(shù)現(xiàn)在是可選的。

class io.BufferedWriter(raw, buffer_size=DEFAULT_BUFFER_SIZE)

一個(gè)提供對(duì)可寫、不可查找的 RawIOBase 原始二進(jìn)制流的高層級(jí)訪問(wèn)的緩沖二進(jìn)制流。它繼承自 BufferedIOBase。

當(dāng)寫入到此對(duì)象時(shí)，數(shù)據(jù)通常會(huì)被放入到內(nèi)部緩沖區(qū)中。緩沖區(qū)將在滿足某些條件的情況下被寫到下層的 RawIOBase 對(duì)象，包括:

當(dāng)緩沖區(qū)對(duì)于所有掛起數(shù)據(jù)而言太小時(shí)；
當(dāng) flush() 被調(diào)用時(shí)
當(dāng)（為 BufferedRandom 對(duì)象）請(qǐng)求 seek() 時(shí)；
當(dāng) BufferedWriter 對(duì)象被關(guān)閉或銷毀時(shí)。

該構(gòu)造器會(huì)為給定的可寫 raw 流創(chuàng)建一個(gè) BufferedWriter。如果未給定 buffer_size，則使用默認(rèn)的 DEFAULT_BUFFER_SIZE。

BufferedWriter 在繼承自 BufferedIOBase 和 IOBase 的成員以外還提供或重載了下列方法:

flush()
將緩沖區(qū)中保存的字節(jié)數(shù)據(jù)強(qiáng)制放入原始流。如果原始流發(fā)生阻塞則應(yīng)當(dāng)引發(fā) BlockingIOError。
write(b, /)
寫入 bytes-like object b 并返回寫入的字節(jié)數(shù)。當(dāng)處于非阻塞模式時(shí)，如果緩沖區(qū)需要被寫入但原始流發(fā)生阻塞則將引發(fā) BlockingIOError。

class io.BufferedRandom(raw, buffer_size=DEFAULT_BUFFER_SIZE)

一個(gè)提供對(duì)不可查找的 RawIOBase 原始二進(jìn)制流的高層級(jí)訪問(wèn)的緩沖二進(jìn)制流。它繼承自 BufferedReader 和 BufferedWriter。

該構(gòu)造器會(huì)為在第一個(gè)參數(shù)中給定的可查找原始流創(chuàng)建一個(gè)讀取器和寫入器。如果省略 buffer_size 則使用默認(rèn)的 DEFAULT_BUFFER_SIZE。

BufferedRandom 能做到 BufferedReader 或 BufferedWriter 所能做的任何事。此外，還會(huì)確保實(shí)現(xiàn) seek() 和 tell()。

class io.BufferedRWPair(reader, writer, buffer_size=DEFAULT_BUFFER_SIZE, /)

一個(gè)提供對(duì)兩個(gè)不可查找的 RawIOBase 原始二進(jìn)制流的高層級(jí)訪問(wèn)的緩沖二進(jìn)制流 —- 一個(gè)可讀，另一個(gè)可寫。它繼承自 BufferedIOBase。

reader 和 writer 分別是可讀和可寫的 RawIOBase 對(duì)象。如果省略 buffer_size 則使用默認(rèn)的 DEFAULT_BUFFER_SIZE。

BufferedRWPair 實(shí)現(xiàn)了 BufferedIOBase 的所有方法，但 detach() 除外，調(diào)用該方法將引發(fā) UnsupportedOperation。

警告

BufferedRWPair 不會(huì)嘗試同步訪問(wèn)其下層的原始流。你不應(yīng)當(dāng)將傳給它與讀取器和寫入器相同的對(duì)象；而要改用 BufferedRandom。

文本 I/O

class io.TextIOBase

文本流的基類。該類提供了基于字符和行的流 I/O 接口。它繼承自 IOBase。

TextIOBase 在來(lái)自 IOBase 的成員以外還提供或重載了以下數(shù)據(jù)屬性和方法:

encoding
用于將流的字節(jié)串解碼為字符串以及將字符串編碼為字節(jié)串的編碼格式名稱。
errors
解碼器或編碼器的錯(cuò)誤設(shè)置。
newlines
一個(gè)字符串、字符串元組或者 None，表示目前已經(jīng)轉(zhuǎn)寫的新行。根據(jù)具體實(shí)現(xiàn)和初始構(gòu)造器旗標(biāo)的不同，此屬性或許會(huì)不可用。
buffer
由 TextIOBase 處理的下層二進(jìn)制緩沖區(qū)（為一個(gè) BufferedIOBase 的實(shí)例）。它不是 TextIOBase API 的組成部分并且不存在于某些實(shí)現(xiàn)中。
detach()
從 TextIOBase 分離出下層二進(jìn)制緩沖區(qū)并將其返回。
在下層緩沖區(qū)被分離后，TextIOBase 將處于不可用的狀態(tài)。
某些 TextIOBase 的實(shí)現(xiàn)，例如 StringIO 可能并無(wú)下層緩沖區(qū)的概念，因此調(diào)用此方法將引發(fā) UnsupportedOperation。
3.1 新版功能.
read(size=- 1, /)
從流中讀取至多 size 個(gè)字符并以單個(gè) str 的形式返回。如果 size 為負(fù)值或 None，則讀取至 EOF。
readline(size=- 1, /)
讀取至換行符或 EOF 并返回單個(gè) str。如果流已經(jīng)到達(dá) EOF，則將返回一個(gè)空字符串。
如果指定了 size ，最多將讀取 size 個(gè)字符。
seek(offset, whence=SEEK_SET, /)
將流位置改為給定的偏移位置 offset。具體行為取決于 whence 形參。 whence 的默認(rèn)值為 SEEK_SET。
- SEEK_SET 或 0: 從流的開始位置起查找（默認(rèn)值）；offset 必須為 TextIOBase.tell() 所返回的數(shù)值或?yàn)榱恪?任何其他 offset 值都將導(dǎo)致未定義的行為。
- SEEK_CUR 或 1: “查找” 到當(dāng)前位置；offset 必須為零，表示無(wú)操作（所有其他值均不受支持）。
- SEEK_END 或 2: 查找到流的末尾；offset 必須為零（所有其他值均不受支持）。
以不透明數(shù)字形式返回新的絕對(duì)位置。
3.1 新版功能: SEEK_* 常量.
tell()
以不透明數(shù)字形式返回當(dāng)前流的位置。該數(shù)字通常并不代表下層二進(jìn)制存儲(chǔ)中對(duì)應(yīng)的字節(jié)數(shù)。
write(s, /)
將字符串 s 寫入到流并返回寫入的字符數(shù)。

class io.TextIOWrapper(buffer, encoding=None, errors=None, newline=None, line_buffering=False, write_through=False)

一個(gè)提供對(duì) BufferedIOBase 緩沖二進(jìn)制流的高層級(jí)訪問(wèn)的緩沖文本流。它繼承自 TextIOBase。

encoding gives the name of the encoding that the stream will be decoded or encoded with. It defaults to locale.getencoding(). encoding="locale" can be used to specify the current locale’s encoding explicitly. See 文本編碼格式 for more information.

errors 是一個(gè)可選的字符串，它指明編碼格式和編碼格式錯(cuò)誤的處理方式。傳入 'strict' 將在出現(xiàn)編碼格式錯(cuò)誤時(shí)引發(fā) ValueError (默認(rèn)值 None 具有相同的效果)，傳入 'ignore' 將忽略錯(cuò)誤。 (請(qǐng)注意忽略編碼格式錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。) 'replace' 會(huì)在出現(xiàn)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)時(shí)插入一個(gè)替換標(biāo)記 (例如 '?')。 'backslashreplace' 將把錯(cuò)誤數(shù)據(jù)替換為一個(gè)反斜杠轉(zhuǎn)義序列。在寫入時(shí)，還可以使用 'xmlcharrefreplace' (替換為適當(dāng)?shù)?XML 字符引用) 或 'namereplace' (替換為 \N{...} 轉(zhuǎn)義序列)。任何其他通過(guò) codecs.register_error() 注冊(cè)的錯(cuò)誤處理方式名稱也可以被接受。

newline 控制行結(jié)束符處理方式。它可以為 None, '', '\n', '\r' 和 '\r\n'。其工作原理如下:

當(dāng)從流讀取輸入時(shí)，如果 newline 為 None，則將啟用 universal newlines 模式。輸入中的行結(jié)束符可以為 '\n', '\r' 或 '\r\n'，在返回給調(diào)用者之前它們會(huì)被統(tǒng)一轉(zhuǎn)寫為 '\n'。如果 newline 為 ''，也會(huì)啟用通用換行模式，但行結(jié)束符會(huì)不加轉(zhuǎn)寫即返回給調(diào)用者。如果 newline 具有任何其他合法的值，則輸入行將僅由給定的字符串結(jié)束，并且行結(jié)束符會(huì)不加轉(zhuǎn)寫即返回給調(diào)用者。
將輸出寫入流時(shí)，如果 newline 為 None，則寫入的任何 '\n' 字符都將轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)默認(rèn)行分隔符 os.linesep。如果 newline 是 '' 或 '\n'，則不進(jìn)行翻譯。如果 newline 是任何其他合法值，則寫入的任何 '\n' 字符將被轉(zhuǎn)換為給定的字符串。

如果 line_buffering 為 True，則當(dāng)一個(gè)寫入調(diào)用包含換行符或回車時(shí)將會(huì)應(yīng)用 flush()。

如果 write_through 為 True，對(duì) write() 的調(diào)用會(huì)確保不被緩沖：在 TextIOWrapper 對(duì)象上寫入的任何數(shù)據(jù)會(huì)立即交給其下層的 buffer 來(lái)處理。

在 3.3 版更改: 已添加 write_through 參數(shù)

在 3.3 版更改: 默認(rèn)的 encoding 現(xiàn)在將為 locale.getpreferredencoding(False) 而非 locale.getpreferredencoding()。不要使用 locale.setlocale() 來(lái)臨時(shí)改變區(qū)域編碼格式，要使用當(dāng)前區(qū)域編碼格式而不是用戶的首選編碼格式。

在 3.10 版更改: encoding 參數(shù)現(xiàn)在支持 "locale" 作為編碼格式名稱。

TextIOWrapper 在繼承自 TextIOBase 和 IOBase 的現(xiàn)有成員以外還提供了以下數(shù)據(jù)屬性和方法:

line_buffering
是否啟用行緩沖。
write_through
寫入是否要立即傳給下層的二進(jìn)制緩沖。
3.7 新版功能.
reconfigure(\[, encoding][, errors][, newline][, line_buffering][, write_through]*)
使用 encoding, errors, newline, line_buffering 和 write_through 的新設(shè)置來(lái)重新配置此文本流。
未指定的形參將保留當(dāng)前設(shè)定，例外情況是當(dāng)指定了 encoding 但未指定 errors 時(shí)將會(huì)使用 errors='strict'。
如果已經(jīng)有數(shù)據(jù)從流中被讀取則將無(wú)法再改變編碼格式或行結(jié)束符。另一方面，在寫入數(shù)據(jù)之后再改變編碼格式則是可以的。
此方法會(huì)在設(shè)置新的形參之前執(zhí)行隱式的流刷新。
3.7 新版功能.
在 3.11 版更改: The method supports encoding="locale" option.

class io.StringIO(initial_value=’’, newline=’\n’)

一個(gè)使用內(nèi)存文本緩沖的文本流。它繼承自 TextIOBase。

當(dāng) close() 方法被調(diào)用時(shí)將會(huì)丟棄文本緩沖區(qū)。

The initial value of the buffer can be set by providing initial_value. If newline translation is enabled, newlines will be encoded as if by write(). The stream is positioned at the start of the buffer which emulates opening an existing file in a w+ mode, making it ready for an immediate write from the beginning or for a write that would overwrite the initial value. To emulate opening a file in an a+ mode ready for appending, use f.seek(0, io.SEEK_END) to reposition the stream at the end of the buffer.

newline 參數(shù)的規(guī)則與 TextIOWrapper 所用的一致，不同之處在于當(dāng)將輸出寫入到流時(shí)，如果 newline 為 None，則在所有平臺(tái)上換行符都會(huì)被寫入為 \n。

StringIO 在繼承自 TextIOBase 和 IOBase 的現(xiàn)有成員以外還提供了以下方法:

getvalue()
返回一個(gè)包含緩沖區(qū)全部?jī)?nèi)容的 str。換行符會(huì)以與 read() 相同的方式被編碼，但是流的位置不會(huì)被改變。

用法示例：

 
 
 
 
  
  
  
  import io
  
  
  
  
  
  
  
  output = io.StringIO()
  
  
  
  output.write('First line.\n')
  
  
  
  print('Second line.', file=output)
  
  
  
  
  
  
  
  # Retrieve file contents -- this will be
  
  
  
  # 'First line.\nSecond line.\n'
  
  
  
  contents = output.getvalue()
  
  
  
  
  
  
  
  # Close object and discard memory buffer --
  
  
  
  # .getvalue() will now raise an exception.
  
  
  
  output.close()

class io.IncrementalNewlineDecoder

用于在 universal newlines 模式下解碼換行符的輔助編解碼器。它繼承自 codecs.IncrementalDecoder。

性能

本節(jié)討論所提供的具體 I/O 實(shí)現(xiàn)的性能。

二進(jìn)制 I/O

即使在用戶請(qǐng)求單個(gè)字節(jié)時(shí)，也只讀取和寫入大塊數(shù)據(jù)。通過(guò)該方法，緩沖 I/O 隱藏了操作系統(tǒng)調(diào)用和執(zhí)行無(wú)緩沖 I/O 例程時(shí)的任何低效性。增益取決于操作系統(tǒng)和執(zhí)行的 I/O 類型。例如，在某些現(xiàn)代操作系統(tǒng)上（例如 Linux），無(wú)緩沖磁盤 I/O 可以與緩沖 I/O 一樣快。但最重要的是，無(wú)論平臺(tái)和支持設(shè)備如何，緩沖 I/O 都能提供可預(yù)測(cè)的性能。因此，對(duì)于二進(jìn)制數(shù)據(jù)，應(yīng)首選使用緩沖的 I/O 而不是未緩沖的 I/O 。

文本 I/O

二進(jìn)制存儲(chǔ)（如文件）上的文本 I/O 比同一存儲(chǔ)上的二進(jìn)制 I/O 慢得多，因?yàn)樗枰褂米址幗獯a器在Unicode和二進(jìn)制數(shù)據(jù)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這在處理大量文本數(shù)據(jù)（如大型日志文件）時(shí)會(huì)變得非常明顯。此外，由于使用的重構(gòu)算法 TextIOWrapper.tell() 和 TextIOWrapper.seek() 都相當(dāng)慢。

StringIO 是原生的內(nèi)存 Unicode 容器，速度與 BytesIO 相似。

多線程

FileIO 對(duì)象是線程安全的，只要它們封裝的操作系統(tǒng)調(diào)用（比如Unix下的 read(2) ）也是線程安全的。

二進(jìn)制緩沖對(duì)象（例如 BufferedReader, BufferedWriter, BufferedRandom 和 BufferedRWPair）使用鎖來(lái)保護(hù)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)；因此，可以安全地一次從多個(gè)線程中調(diào)用它們。

TextIOWrapper 對(duì)象不再是線程安全的。

可重入性

二進(jìn)制緩沖對(duì)象（ BufferedReader ， BufferedWriter ， BufferedRandom 和 BufferedRWPair 的實(shí)例）不是可重入的。雖然在正常情況下不會(huì)發(fā)生可重入調(diào)用，但仍可能會(huì)在 signal 處理程序執(zhí)行 I/O 時(shí)產(chǎn)生。如果線程嘗試重入已經(jīng)訪問(wèn)的緩沖對(duì)象，則會(huì)引發(fā) RuntimeError 。注意，這并不禁止其他線程進(jìn)入緩沖對(duì)象。

上面的內(nèi)容隱式地?cái)U(kuò)展到文本文件中，因?yàn)?open() 函數(shù)將把緩沖對(duì)象封裝在 TextIOWrapper 中。這包括標(biāo)準(zhǔn)流，因而也會(huì)影響內(nèi)置的 print() 函數(shù)。

分享標(biāo)題：創(chuàng)新互聯(lián)Python教程：io—-處理流的核心工具
轉(zhuǎn)載來(lái)源：http://m.fisionsoft.com.cn/article/dpicedg.html

新聞中心

io —- 處理流的核心工具

概述

文本 I/O

二進(jìn)制 I/O

原始 I/O

文本編碼格式

選擇性的 EncodingWarning

高階模塊接口

類的層次結(jié)構(gòu)

I/O 基類

原始文件 I/O

緩沖流

文本 I/O

性能

二進(jìn)制 I/O

文本 I/O

多線程

可重入性

其他資訊