內建函式 ( 檔案讀寫 open )

本篇教學會介紹「檔案讀寫」的內建函式 open，透過 Pythen 的 open 函式，就能針對電腦中的文件，進行新增、開啟、編輯等動作，如果是使用 Google Colab，更可以和 Google 雲端硬碟連動，編輯雲端硬碟的檔案。

快速導覽：使用 open()、檔案路徑、存取模式、操作方法、使用 with

本篇使用的 Python 版本為 3.7.12，所有範例可使用 Google Colab 實作，不用安裝任何軟體 ( 參考：使用 Google Colab )

使用 open()

Python 內建的 open() 使用的語法如下所示，檔案表示檔案的路徑和檔名，模式則代表開啟檔案後，能對這個檔案編輯的權限模式，預設為 r。

f = open('檔案', 模式)

open() 還有幾個可以不需要填入的參數，不填入則會使用預設值：

檔案路徑

檔案的路徑使用「相對路徑」，相對於「執行這個 Python 程式的位置」，例如 Python 的程式位在 file 資料夾下，要存取 file/demo 資料夾內的 test.txt 檔案時，路徑就是「demo/test.txt」。

f = open('demo/test.txt','r')
a = f.read()
print(a)
f.close()

如果是使用 Google Colab，預設執行的路徑放在「/content/drive/MyDrive/」裡。

f = open('/content/drive/MyDrive/Colab Notebooks/test.txt','r')
a = f.read()
print(a)
f.close()

存取模式

使用 open() 開啟檔案時，可指定開啟後檔案的存取模式，預設是文字模式開啟，後方如果有「+」號，表示在功能上不僅可以讀取，也可以寫入：

如果後方加上 b，則會以二進制模式開啟：

舉例來說，如果開啟檔案時模式設定為 w，就無法使用讀取的方法讀取檔案內容。

f = open('/content/drive/MyDrive/Colab Notebooks/test.txt','w')   # 使用 w 模式
a = f.read()   # 發生錯誤  not readable
print(a)

如果開啟檔案時設定 r+，則可以讀取內容也可以從開頭的地方加入內容 ( 使用 r 或 r+ 時，檔案必需存在，不然會發生錯誤 )。

f = open('/content/drive/MyDrive/Colab Notebooks/test.txt','r+')
a = f.read()
f.write('hello')
print(a)
f.close()

操作方法

開啟檔案後，可以透過下列常用的方法操作檔案：

• read(size)

  範例的程式碼使用兩種方式讀取內容為 hello world 的 txt 檔案 ( 如果只設定一個 f1，使用 read() 之後就會讀取整份檔案，read(2) 就會失效，所以使用 f1 和 f2 )，如果沒有設定 size，則完整讀取整份檔案，如果有設定 size，則讀取到 size 的字元數，讀取的檔案如果超過電腦的記憶體大小，則會發生問題 ( 讀取 1GB 的檔案就會消耗 1GB 的記憶體 )

  f1 = open('/content/drive/MyDrive/Colab Notebooks/test.txt','r')
  f2 = open('/content/drive/MyDrive/Colab Notebooks/test.txt','r')
  a = f1.read()
  b = f2.read(2)
  print(a)     # hello world
  print(b)     # he ( 只讀取前兩個字元 )
  f1.close()
  f2.close()
  

• readline(size)

  範例的程式碼使用兩種方式讀取內容為第一行 hello world 的 txt 檔案，如果沒有設定 size，則完整讀取第一行，如果有設定 size 則讀取第一行的 size 字元數，若 size 超過第一行的數量，就會完整讀取第一行 ( 就算檔案有很多行，還是只會讀取第一行 )。

  f1 = open('/content/drive/MyDrive/Colab Notebooks/test.txt','r')
  f2 = open('/content/drive/MyDrive/Colab Notebooks/test.txt','r')
  a = f1.readline()
  b = f2.readline(2)
  print(a)      # hello world
  print(b)      # he ( 只讀取單一行的前兩個字元 )
  f1.close()
  f2.close()
  

• readlines(size)

  範例的程式碼使用兩種方式讀取內容為三行 hello world、good morning 和 12345 的 txt 檔案，如果沒有設定 size 則讀取全部的檔案內容，以行為單位回傳為串列，如果有設定 size，則會以 size 抵達的字元位置行數為最大行數，回傳為串列。

  f1 = open('/content/drive/MyDrive/Colab Notebooks/test.txt','r')
  f2 = open('/content/drive/MyDrive/Colab Notebooks/test.txt','r')
  a = f1.readlines()      # 讀取全部的行，變成串列形式
  b = f2.readlines(20)    # 讀取包含 20 個字元的行，變成串列形式
  print(a)      # ['hello world\n', 'good morning\n', '12345']
  print(b)      # ['hello world\n', 'good morning\n']
  f1.close()
  f2.close()
  

• readable()

  範例的程式碼執行後，會顯示這個檔案是否能讀取，或是否能寫入，回傳 True 或 False。

  f1 = open('/content/drive/MyDrive/Colab Notebooks/test.txt','w')
  f2 = open('/content/drive/MyDrive/Colab Notebooks/test.txt','r')
  print(f1.readable())    # Fasle  因為設定 w
  print(f2.readable())    # True   因為設定 r
  f1.close()
  f2.close()
  

• f.write(文字內容)

  範例的程式碼執行後，會清空原本 test.txt 的內容，寫入新的內容。

  f1 = open('/content/drive/MyDrive/Colab Notebooks/test.txt','w')
  f1.write('good morning')     # 寫入 good morning
  f1.close()
  

• f.writelines(文字內容串列)

  範例的程式碼執行後，會清空原本 test.txt 的內容，並以串列方式寫入內容，如果需要換行必須自行加入換行符號 \n。

  f1 = open('/content/drive/MyDrive/Colab Notebooks/test.txt','w')
  f1.writelines(['123\n','456\n','789\n'])   # 寫入三行內容
  f1.close()
  

• writeable()

  範例的程式碼執行後，會顯示這個檔案是否能讀取，或是否能寫入，回傳 True 或 False。

  f1 = open('/content/drive/MyDrive/Colab Notebooks/test.txt','w')
  f2 = open('/content/drive/MyDrive/Colab Notebooks/test.txt','r')
  print(f1.writeable())    # True   因為設定 w
  print(f2.writeable())    # False  因為設定 r
  f1.close()
  f2.close()
  

• tell()

  範例的程式碼執行後，會回傳目前讀取檔案指針的位置 ( 檔案從頭算起的字元數 )。

  f1 = open('/content/drive/MyDrive/Colab Notebooks/test.txt','r')
  a = f1.read(5)    # 讀取前五個字元，讀去完畢後指針位在 5
  t = f1.tell()     # 讀取指針位置
  print(a)          # hello
  print(t)          # 5
  f1.close()
  

• seek(偏移量, 起始位置)

  範例的程式碼執行後，會將指針從開頭位置移動 5 個字元，然後再讀取 5 個字元 ( 起始位置預設 0 表示檔案開頭，1 為當前位置，2 為檔案結尾 )。

  f1 = open('/content/drive/MyDrive/Colab Notebooks/test.txt','r')   # 內容為 123456789
  f1.seek(2,0)     # 將指針移動到 2 和 3 中間
  a = f1.read(5)   # 讀取後方五個字元
  print(a)         # 34567
  f1.close()
  

• close()

  關閉檔案，並釋出記憶體。

使用 with

使用 with 可以讓開啟檔案，執行相關內容後自動關閉並釋出記憶體，使用的語法如下：

with open('demo/test.txt','w') as f1:
    f1.write('good morning')     # 寫入 good morning
    # 完成後如果沒有後續動作，就會自動關閉檔案

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