Python IO编程

IO在计算机中指Input/Output，也就是输入和输出。由于程序和运行时数据是在内存中驻留，由CPU这个超快的计算核心来执行，涉及到数据交换的地方，通常是磁盘、网络等，就需要IO接口。

只要进行数据交换，网络传输等行为都会产生io操作。

同步IO：CPU等着，也就是程序暂停执行后续代码，等100M的数据在10秒后写入磁盘，再接着往下执行。

异步IO：CPU不等待，只是告诉磁盘，“您老慢慢写，不着急，我接着干别的事去了”，于是，后续代码可以立刻接着执行。

同步和异步的区别就在于是否等待IO执行的结果。

文件读写：

写文件是最常见的IO操作。Python内置了读写文件的函数，用法和C是兼容的。

读写文件前，我们先必须了解一下，在磁盘上读写文件的功能都是由操作系统提供的，现代操作系统不允许普通的程序直接操作磁盘，所以，读写文件就是请求操作系统打开一个文件对象（通常称为文件描述符），

然后，通过操作系统提供的接口从这个文件对象中读取数据（读文件），或者把数据写入这个文件对象（写文件）。

读文件

要以读文件的模式打开一个文件对象，使用Python内置的open()函数，传入文件名和标示符：

如果文件打开成功，接下来，调用read()方法可以一次读取文件的全部内容，Python把内容读到内存，用一个str对象表示：

最后一步是调用close()方法关闭文件。文件使用完毕后必须关闭，因为文件对象会占用操作系统的资源，并且操作系统同一时间能打开的文件数量也是有限的：

由于文件读写时都有可能产生IOError，一旦出错，后面的f.close()就不会调用。所以，为了保证无论是否出错都能正确地关闭文件，我们可以使用try ... finally来实现：

try:
    f = open(‘C://1.txt‘, ‘r‘)
    print f.read()
finally:
    if f:
        f.close()

Python引入了with语句来自动帮我们调用close()方法：

with open(‘c://1.txt‘, ‘r‘) as f:
    print f.read()　

这和前面的try ... finally是一样的，但是代码更佳简洁，并且不必调用f.close()方法。

调用read()会一次性读取文件的全部内容，如果文件有10G，内存就爆了，所以，要保险起见，可以反复调用read(size)方法，每次最多读取size个字节的内容。另外，调用readline()可以每次读取一行内容，调用readlines()一次读取所有内容并按行返回list。因此，要根据需要决定怎么调用。

如果文件很小，read()一次性读取最方便；如果不能确定文件大小，反复调用read(size)比较保险；如果是配置文件，调用readlines()最方便：

for line in f.readlines():
    print(line.strip()) # 把末尾的‘\n‘删掉

字符编码

要读取非ASCII编码的文本文件，就必须以二进制模式打开，再解码。比如GBK编码的文件

>>> f = open(‘/Users/michael/gbk.txt‘, ‘rb‘)
>>> u = f.read().decode(‘gbk‘)
>>> u
u‘\u6d4b\u8bd5‘
>>> print u
测试

写文件

写文件和读文件是一样的，唯一区别是调用open()函数时，传入标识符‘w‘或者‘wb‘表示写文本文件或写二进制文件：

with open(‘/Users/michael/test.txt‘, ‘w‘) as f:
    f.write(‘Hello, world!‘)

文件常见的读写模式
w 以写方式打开，
W 文件若存在，首先要清空，然后（重新）创建
a 以追加模式打开 (从 EOF 开始, 必要时创建新文件)
r+ 以读写模式打开
w+ 以读写模式打开 (参见 w )
a+ 以读写模式打开 (参见 a )
rb 以二进制读模式打开
wb 以二进制写模式打开 (参见 w )
ab 以二进制追加模式打开 (参见 a )
rb+ 以二进制读写模式打开 (参见 r+ )
wb+ 以二进制读写模式打开 (参见 w+ )
ab+ 以二进制读写模式打开 (参见 a+ )

文件打开模式 w+ r+ a+ 区别和辨析
w+ 打开文件并读写：

　　1. 文件存在，则清空(也即写入空);

　　2. 文件不存在，则创建文件 ;

　　3. 文件流定位到开始位置， 所以read() 会得到空。
r+ 打开文件并读写：

　　1. 文件存在，打开文件，文件指针定位到文件开始位置；

　　2. 文件不存在， 则报错文件不存在。
a+ 打开文件并读写：

　　1. 文件存在，打开文件，文件指针定位到文件开始位置，但不清空；

　　2. 文件不存在，创建文件；

　　3. 打开后读取时，在文件开头位置，

　　4. 写入时，添加到文章末尾，并且指针位于添加后的末尾，所以再次读取会乱码。
另外：
　　1. w 打开文件写入，也会清空文件，如果使用read()，则报错；a 打开文件添加，数据流添加到文件末尾，而不是w模式的清空后，添加到文件末尾。
　　2. b可以附加到上述的字母后，形成rb, rb+, wb等等模式，针对二进制文件，比如exe, elf, jpeg格式的文件，进行文件操作； 在unix 类型的系统上，text格式与二进制的处理相同，

      但是非unix类型的系统上，换行格式不同，所以需要用加b模式来在指定是否是二进制。