Python open()函数详解：打开指定文件

在 Python 中，如果想要操作文件，首先需要创建或者打开指定的文件，并创建一个文件对象，而这些工作可以通过内置的 open() 函数实现。

open() 函数用于创建或打开指定文件，该函数的语法格式如下：

file = open(file_name [, mode[, buffering]])

此格式中，用 [] 括起来的部分，表示作为可选操作，可以使用，也可以省略。其中，各个参数所代表的含义如下：

• file：表示要创建的文件对象。
• file_mode：要创建或打开文件的文件名称，该名称要用引号（单引号或双引号都可以）括起来。需要注意的是，如果要打开的文件和当前执行的代码文件位于同一目录，则直接写文件名即可；否则，此参数需要指定打开文件所在的完整路径。
• mode：可选参数，用于指定文件的打开模式。可选的打开模式如表 1 所示。如果不写，则默认以只读（r）模式打开文件。
• buffing：可选参数，用于指定对文件做读写操作时，是否使用缓冲区（本节后续会详细介绍）。

open() 函数支持的文件打开模式如表 1 所示。

表 1 open 函数支持的文件打开模式

模式	意义	注意事项
r	只读模式打开文件，读文件内容的指针会放在文件的开头。	操作的文件必须存在。
rb	以二进制格式、采用只读模式打开文件，读文件内容的指针位于文件的开头，一般用于非文本文件，如图片文件、音频文件等。
r+	打开文件后，既可以从头读取文件内容，也可以从开头向文件中写入新的内容，写入的新内容会覆盖文件中等长度的原有内容。
rb+	以二进制格式、采用读写模式打开文件，读写文件的指针会放在文件的开头，通常针对非文本文件（如音频文件）。
w	以只写模式打开文件，若该文件存在，打开时会清空文件中原有的内容。	若文件存在，会清空其原有内容（覆盖文件）；反之，则创建新文件。
wb	以二进制格式、只写模式打开文件，一般用于非文本文件（如音频文件）
w+	打开文件后，会对原有内容进行清空，并对该文件有读写权限。
wb+	以二进制格式、读写模式打开文件，一般用于非文本文件
a	以追加模式打开一个文件，对文件只有写入权限，如果文件已经存在，文件指针将放在文件的末尾（即新写入内容会位于已有内容之后）；反之，则会创建新文件。
ab	以二进制格式打开文件，并采用追加模式，对文件只有写权限。如果该文件已存在，文件指针位于文件末尾（新写入文件会位于已有内容之后）；反之，则创建新文件。
a+	以读写模式打开文件；如果文件存在，文件指针放在文件的末尾（新写入文件会位于已有内容之后）；反之，则创建新文件。
ab+	以二进制模式打开文件，并采用追加模式，对文件具有读写权限，如果文件存在，则文件指针位于文件的末尾（新写入文件会位于已有内容之后）；反之，则创建新文件。

文件打开模式，直接决定了后续可以对文件做哪些操作。例如，使用 r 模式打开的文件，后续编写的代码只能读取文件，而无法改动文件内容。

图 2 中，将以上几个容易混淆的文件打开模式的功能，做了很好的对比： 【例 1】默认打开 "a.txt" 文件。

#当前程序文件同目录下没有 a.txt 文件
file = open("a.txt")
print(file)

当以默认模式打开文件时，默认使用 r 权限，由于该权限要求打开的文件必须存在，因此运行此代码会报如下错误：

Traceback (most recent call last):
  File "C:\Users\mengma\Desktop\demo.py", line 1, in <module>
    file = open("a.txt")
FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: 'a.txt'

现在，在程序文件同目录下，手动创建一个 a.txt 文件，并再次运行该程序，其运行结果为：

<_io.TextIOWrapper name='a.txt' mode='r' encoding='cp936'>

可以看到，当前输出结果中，输出了 file 文件对象的相关信息，包括打开文件的名称、打开模式、打开文件时所使用的编码格式。

使用 open() 打开文件时，默认采用 GBK 编码。但当要打开的文件不是 GBK 编码格式时，可以在使用 open() 函数时，手动指定打开文件的编码格式，例如：

file = open("a.txt",encoding="utf-8")

此行代码表示，打开以 UTF-8 编码方式保存的 a.txt 文件。

open()是否需要缓冲区

众所周知，计算机外设（比如硬盘、网络）的 I/O 速度远远低于访问内存的速度，而程序执行 I/O 时要么将内存中的数据写入外设，要么将外设中的数据读取到内存，如果不使用缓冲，就必须等外设输入或输出一个字节后，内存中的程序才能输出或输入一个字节，这意味着内存中的程序大部分时间都处于等待状态。

内存中程序的读写速度很快，如果不使用缓冲，则程序必须等待外设进行同步读写。打个形象的比喻，就像在一条堵车的马路上开着跑车，必须等前面的车开一点，跑车才能前进一点。

因此，一般建议打开缓冲。在打开缓冲之后，当程序执行输出时，程序会先将数据输出到缓冲区中，而不用等待外设同步输出，当程序把所有数据都输出到缓冲区中之后，程序就可以去干其他事情了，留着缓冲区慢慢同步到外设即可；反过来，当程序执行输入时，程序会先等外设将数据读入缓冲区中，而不用等待外设同步输入。

在使用 open() 函数时，如果其第三个参数是 0（或 False），那么该函数打开的文件就是不带缓冲的；如果其第三个参数是 1（或 True），则该函数打开的文件就是带缓冲的，此时程序执行 I/O 将具有更好的性能。如果其第三个参数是大于 1 的整数，则该整数用于指定缓冲区的大小（单位是字节）；如果其第三个参数为任何负数，则代表使用默认的缓冲区大小。

open()文件对象常用的属性

成功打开文件之后，可以调用文件对象本身拥有的属性获取当前文件的部分信息，其常见的属性为：

• file.closed：判断文件是否己经关闭。
• file.mode：返回被打开文件的访问模式。
• file.name：返回文件的名称。

如下程序简单示范了如何打开文件和访问被打开文件的属性：

# 以默认方式打开文件
f = open('open_test.py')
# 访问文件的编码方式
print(f.encoding) # cp936
# 访问文件的访问模式
print(f.mode) # r
# 访问文件是否已经关闭
print(f.closed) # False
# 访问文件对象打开的文件名
print(f.name) # open_test.py

上面程序使用 open() 内置函数打开了 open_test.py 文件，接下来程序访问了被打开文件的各属性。运行上面程序，可以看到如下输出结果：

cp936
r
False
open_test.py

在打开文件之后，接下来就可以开始读取文件内容了。