[Python]自學 Python 100 天，文件
前言
讀寫文件是程式設計中必備的一環，Python 當然也有讀寫文件的能力，本篇將介紹如何讀寫文件。
基本範例
這邊先寫一小段讀取文件的範例，同時說明之。
# 透過 open() 開啟文件
# file 表示文件的路徑(絕對或相對皆可)，
# mode 表示要做的功能('r' 代表讀取)，
# encoding 表示文件的編碼，常見的中文編碼為 'utf-8' 或 'big5'
f = open(file='example.txt', mode='r', encoding='utf-8')
# 透過 .read() 將讀取的內容 "全部" 印出
print(f.read())
# 由於開啟文件會占用資源，所以最後要 .colse() 將資源釋放
f.close()
在這段簡短的程式碼中，最重要的是 「有 open() 就有 close()」，如果沒有 close()，那最後就是資源不斷地被占用哦。
至於怎麼占用？ 有時候我們要刪除文件時會跳錯誤，告知我們文件正被使用中，這就是最直接的例子囉。
利用 with open(): 開啟文件
有時候我們可能會忘記打上 close() 導致記憶體被占用而不自知，而 Python 很貼心的提供 with open(): 的語法，在每次文件結束使用時都自動進行關閉的動作，這樣我們就不會有忘記釋放資源的困擾囉！
與範例相同的效果，但寫法如下：
with open(file='example.txt', mode='r', encoding='utf-8') as file:
print(f.read())
在讀取文件時，電腦會記錄自己讀檔的位置，例如用
read()，一口氣讀完整個文本後，讀檔位置就會跑到最後，因此無法再以read()重新讀檔(因為已經在文末了)， 這時必須重置讀檔位置，透過seek(0)表示位置回到開頭(第0個字元)，這樣才能再繼續讀到內容。而讀取文本不是只有
read()，也有readline()、readlines()等等，這些內容在參考連結提供的 youtube 影片可以得到。
如何寫入文件？
以上簡單介紹 讀取 文件的方法，那如何 寫入 呢？
其實很簡單，只要將 mode='r' 改成 mode='w' 即可，由於寫入文件也有 open()，所以最後也要 close()。
不過 Python 都這麼貼心了，我們就直接用 with open() 吧！
# 寫入文件
# 改成 mode='w'，並提供寫入的編碼，寫入中文多用 utf-8
# 透過 .write() 寫入文件
with open(file='exam.txt', mode='w', encoding='utf-8') as file:
file.write('隨便寫一段內容' + '\n')
注意，透過
mode='w'寫入文件時，會將文件原始內容清空，再寫入(如果沒有該文件就會自行建立文件)。
讀取圖片用二進制法
不論是圖片、音樂、影片都是採用二進制編碼(也就是只有電腦才看得懂)。
若我們要讀取圖片，那這個時候我們要採用的是 mode='rb'，至於 encoding 就不需要囉。
(如果是寫入二進制內容，就是 mode='wb')
with open(file='gui8.png', mode='rb') as pic_file:
data = pic_file.read()
print(type(data)) # <class 'bytes'>
如果想要看一下圖片的話，就要用到第三方模組 PIL，這邊就不多做簡介，如下圖：
更多的操作方式(mode)
除了上述的 'r', 'w', 'rb'，其實還有其他操作方式，整理如下：
| 操作模式 | 用途 | 備註 |
|---|---|---|
'r' |
讀取(預設值) | 若不存在檔案，會報錯(產生異常) |
'w' |
寫入(會清空原始內容) | 若檔案不存在會自動建檔 |
'x' |
寫入 | 如果文件已經存在會產生異常 |
'a' |
追加(append) | 將內容寫入文件的尾部 |
'b' |
二進制模式 | |
't' |
文本模式(默認) | |
'+' |
更新(既可以讀又可以寫) |
大致內容可解釋如下圖：
淺談 JSON 檔案
JSON 的全名為 “JavaScript Object Notation”，原屬於 JavaScript 的語法，也是純文本。
目前在數據傳遞相當常見，例如網頁前後端，不確定是否因為資料結構簡單，而造就這樣的結果(未來有找資料再補充 -//-)
簡單的 JSON 格式如下：
{
"name": "John",
"age": 38,
"language": ["Python", "Java"],
"products": [
{"title": "Android", "cost": 180},
{"title": "MacOS", "cost": 280},
]
}
從這個 JSON 範例中會發現，JSON 格式與 Python 中的字典(dictionary)格式很類似。
也因此 Python 可以藉由 json 模組，將字典(dict)或列表(list)以 JSON 格式保存，方式如下：
import json
python_dict = {
"name": "John",
"age": 38,
"language": ["Python", "Java"],
"products": [
{"title": "Android", "cost": 180},
{"title": "MacOS", "cost": 280},
]
}
# JSON 的讀寫
# 讀: laod(json格式檔案)、
# loads(轉換成字串的json檔案)
#
# 寫: dump(內容為json格式的變數，目標檔案)、
# dumps(將json格式轉成字串) -> 還要再用 file.write() 將字串寫入
# 儲存成 JSON 格式
with open('data.json', 'w', encoding='utf-8') as file:
json.dump(python_dict, file) # 透過 json.dump() 將 python_dict 倒入 file 文件中
# 如果要讀取 json 文件，可透過 json.load()
with open('data.json', 'r', encoding='utf-8') as file:
data = json.load(file)
print('以 json.load() 讀取：', type(data))
# 以 dumps 進行 json 格式輸出與 loads 讀取 json 檔案
with open('data_str.json', 'w', encoding='utf-8') as file:
str_data = json.dumps(python_dict) # json.dumps 會輸出 string
print('以 dumps() 寫入：', type(str_data)) # <class 'str'>
file.write(str_data) # 還要用 write 將字串寫入文件
with open('data_str.json', 'r', encoding='utf-8') as file:
str_data = file.read()
data2 = json.loads(str_data) # loads 是讀取 string，而不是直接讀取 json 文件
稍微整理
要特別注意，json 提供讀取的方式有 load() 與 loads()
load()直接將 json 資料做參數loads()的參數是字串。所以要先將 json 資料讀取成字串，再透過 loads() 轉換
寫入的方式 dump() 與 dumps()
dump()直接將 json 格式的變數輸出成 json 檔案dumps()並不會輸出 json 檔案，而是輸出成字串，所以要再透過write()將 json 字串寫入文件
參考連結
- Python - 100天从新手到大师
- 魏蘶youtube [Python 學習筆記] 23-File IO
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