（原创）Python文件与文件系统系列（1）—— file 对象

　　本系列将从四个部分简单介绍Python对文件系统的操作与支持：

　　1. Python内置的 file 对象

　　2. Python的os模块对文件、文件系统操作的支持

　　3. Python的os.path模块对文件系统操作的支持

　　4. Python对文件描述字操作的支持

　　5. Python的stat模块

　　此外，Python中还有支持临时文件、目录的tempfile模块，支持多个文件操作的fileinput模块，只对文件中部分行进行快速操作的linecache模块，支持常驻内存的 file-like 对象的StringIO和cStringIO（Python 3中替换为io.StringIO和io.BytesIO）模块。以及支持文件、目录间比较的 filecmp 模块等。

　　处理文件压缩格式的模块还包括：gzip、bz2、zipfile（使用InfoZip的free zlib库实现，支持跨程序兼容）和zlib（不支持跨程序兼容）等，支持文件打包操作的模块有tarfile等。

一、file对象与open()函数

　　file对象是Python内置的数据类型，通过Python内置的open()函数打开文件可以获得一个file对象。

1. open()函数

　　open()函数的格式如下：

open(filename, mode='r', bufsize=-1)

　　open()返回一个file对象，它是Python内置的file类型的一个实例。

　　open()函数各个参数的含义如下：

• filename：格式：字符串。含义：要打开的文件的路径，可以绝对路径，也可以是相对路径。注意，在Unix和Windows上，都可以使用斜杠“/”作为目录的分隔符。在Windows中，路径分隔符是反斜杠“\”，这与正则表达式中的转义符号相同，因此windows文件路径中需要使用"\\"表示目录，如：'c:\\test\\test.txt'，或使用Python中的raw string，如 r'c:\test\test.txt'，来表示路径，Linux中则无此要求。
• mode：格式：字符串。含义：以哪种读写模式打开文件。mode的可选项见下文。
• bufsize：格式：整型。含义：为文件设置的缓存。bufsize=0时，等价于unbuffer形式，写到文件的内容立即被刷到硬盘；bufsize=1时，表示行缓冲，每一次写入"\n"后，内容就被刷到硬盘。bufsize < 0时，使用系统默认的缓冲大小；bufsize > 1时，使用其作为文件的缓冲大小。

2. 参数mode的取值与含义

　　'r' —— 只读模式，要求目标文件必须存在。

　　'w' —— 只写模式，如果目标文件已存在，将会截断目标文件并覆盖其内容；如果目标文件不存在，则新建之。

　　'a' —— 追加模式，只写打开目标文件，如果目标文件已存在，写入的内容追加到源文件的结尾；如果目标文件不存在，则创建之。

　　'r+' —— 读写模式，要求目标文件必须存在，此时写入，并不会截断源文件，而是替换源文件中相应位置的内容。

　　'w+' —— 读写模式，如果目标文件已存在，将会截断目标文件并覆盖其内容；如果目标文件不存在，则新建之。

　　'a+' —— 追加模式，读写打开目标文件，如果目标文件已存在，写入的内容追加到源文件的结尾；如果目标文件不存在，则创建之。

二进制文件与文本文件

　　上面的6中文件打开模式，还可以与'b'，'t'相结合，组成类似'rb'、'wt'这样的形式，'b'代表二进制模式，'t'代表文本模式。默认情况下，Python以文本模式打开目标文件。

• Unix平台上，二者没有区别，
• Windows平台上，如果以文本模式打开文件，当每次遇读到os.linesep （实际上是'\r\n'）时，返回'\n'，当每次写入"\n"时，实际转换成 os.linesep。

3. 文件的顺序与非顺序访问

　　文件本质上是顺序的，想要读取后面的内容，一般就需要先读出前面的内容，同时后面的字节也不会在前面的字节之前被读取。但是文件也支持非顺序的读写方式，file对象记录一个它自己的当前位置，下一次的读写将从这个位置开始。通过f.tell()函数可以查看当前的位置，通过f.seek()函数则可以设置文件当前的位置。

二、file对象的属性、方法

f.closed	只读属性，判断f.close()是否已经调用过。
f.encoding	只读属性，文件的encoding格式
f.mode	只读属性，显示调用open()打开文件时指定的mode
f.name	只读属性，显示调用open()文件时的指定名称
f.newlines
f.softspace	只读的布尔属性，供print语句记录自己的状态，file对象自身并不修改或使用该属性。
f.errors
f.close()	关闭已经打开的file对象，所有的file对象，完成读写操作后，都应该关闭
f.flush()	手动将Python写到文件的缓存刷到操作系统
f.isatty()	如果 f 是一个交互终端，则返回True，否则，返回False
f.fileno()	返回一个整数，这个整数就是文件 f 的文件描述字——file descriptor，fd。
f.read(size = -1)	读取文件内容，以字符串的形式返回。 size < 0 —— 一直读到文件结尾； size > 0 —— 读取 size 字节的内容直到文件结尾，如果到了文件末尾仍未满 size 字节，则返回全文。 size = 0 —— size = 0 或读取时当前文件的位置在文末，都会返回一个空字符串。
f.readline(size = -1)	读取1行，直到遇见'\n'或读满size字节，以字符串的形式返回。 size >= 0，读取的内容不超过size字节，如果没有读够 size 字节就到本行结尾，则停止读取，返回本行。 size < 0，读取当前一行的全部内容，直到遇到 '\n' 或文件结尾。
f.readlines(size = -1)	读取多行，返回一个list，每一行作为 list 中的一个字符串。最后一个字符串可能不以 “ \n ”结尾。
f.next()	file对象是可迭代的，每次迭代返回文件中的一行。
f.seek(pos, how = 0)	将当前文件的位置设置到距离参考点pos字节的位置，参数 how 决定参照点的位置： how = 0，参照点是文件开头，这是默认情形，对应于 os.SEEK_SET how = 1，参考点是当前位置，对应于os.SEEK_CUR how = 2，参考点是文末，对应于os.SEEK_END
f.tell()	返回文件当前位置距离文件开头的字节数。
f.truncate([size])	将文件截断到不超过 size 字节， 如果size超过当前文件大小，将以0填充， 如果没有提供size参数，则使用 f.tell() 作为截断后新文件的大小。
f.write(s)	将字符串 s 写入到文件中
f.writelines(lst)	参数lst是一个可迭代对象，将其中的字符串内容全部写到 f 中，该函数不会自动添加 '\n' ！

可迭代的file对象　　

　　前面已经提到，file对象是可迭代的，

for line in f:
    ...

　　会依次遍历 f 中的每一行。

file-like对象与多态

　　Python中存在file-like对象这个概念，意思是具有file对象部分属性与功能的对象，file-like对象需要实现哪些方法取决于调用它们的client-code，比如它们是只读的，那就可以只实现file对象的读操作，如read()函数等，file-like是只实现file对象功能的某个子集的对象。