io --- 處理流的核心工具?
源代碼: Lib/io.py
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。
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(jiàn) 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(jiàn)。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()
此外,雖然暫時(shí)還沒(méi)有確定的計(jì)劃,但 Python 可能會(huì)在未來(lái)將默認(rèn)的文本文件編碼格式改為 UTF-8。
為此,強(qiáng)烈建議你在打開文本文件時(shí)顯式地指定編碼格式。 如果你想要使用 UTF-8,請(qǐng)傳入 encoding="utf-8"。 要使用當(dāng)前語(yǔ)言區(qū)域的編碼格式,encoding="locale" 已在 Python 3.10 中被支持。
When you need to run existing code on Windows that attempts to open UTF-8 files using the default locale encoding, you can enable the UTF-8 mode. See UTF-8 mode on Windows.
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(méi)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
EncodingWarningifsys.flags.warn_default_encodingis true and encoding isNone. 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 isNone.
- 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(jiàn)
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(méi)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。
抽象基類 BufferedIOBase 繼承了 IOBase ,處理原始二進(jìn)制流( RawIOBase )上的緩沖。其子類 BufferedWriter 、 BufferedReader 和 BufferedRWPair 分別緩沖可讀、可寫以及可讀寫的原始二進(jìn)制流。 BufferedRandom 提供了帶緩沖的可隨機(jī)訪問(wèn)流接口。 BufferedIOBase 的另一個(gè)子類 BytesIO 是內(nèi)存中字節(jié)流。
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 |
|---|---|---|---|
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||
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繼承 |
||
|
繼承 |
||
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繼承 |
I/O 基類?
- class io.IOBase?
The abstract base class for all I/O classes.
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(méi)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(jiàn)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(jiàn),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。
- 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。
- 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(méi)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_CURor1-- 當(dāng)前流位置;offset 可以為負(fù)值SEEK_ENDor2-- 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。
- class io.RawIOBase?
Base class for raw binary streams. It inherits
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(méi)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(méi)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?
Base class for binary streams that support some kind of buffering. It inherits
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(méi)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BufferedIOBaseAPI 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(méi)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(méi)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(méi)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'分別表示讀取(默認(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(jiàn)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(méi)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.
- 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?
Base class for text streams. This class provides a character and line based interface to stream I/O. It inherits
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TextIOBaseAPI 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.
- 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)。緩沖區(qū)的初始值可通過(guò)提供 initial_value 來(lái)設(shè)置。 如果啟用了行結(jié)束符轉(zhuǎn)寫,換行將以
write()所用的方式被編碼。 數(shù)據(jù)流位置將被設(shè)為緩沖區(qū)的開頭。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: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。
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)。