Python使用os模块实现更高效地读写文件

import os

f1 = open("main.c", "r")
f2 = os.open("main.c", os.O_RDONLY)

print(f1.__class__)
print(f2.__class__)
"""
<class '_io.TextIOWrapper'>
<class 'int'>
"""

import os

# 以只读方式打开，要求文件必须存在
# 打开时光标处于文件的起始位置
os.open("main.c", os.O_RDONLY)

# 以只写方式打开，要求文件必须存在
# 打开时光标处于文件的起始位置
os.open("main.c", os.O_WRONLY)

# 以可读可写方式打开，要求文件必须存在
# 打开时光标处于文件的起始位置
os.open("main.c", os.O_RDWR)

# 以只读方式打开，文件不存在则创建
# 存在则不做任何事情，等价于 os.O_RDONLY
# 打开时光标处于文件的起始位置
os.open("main.c", os.O_RDONLY | os.O_CREAT)

# 同理 os.O_WRONLY 和 os.O_RDWR 与之类似
os.open("main.c", os.O_WRONLY | os.O_CREAT)
os.open("main.c", os.O_RDWR | os.O_CREAT)

# 文件不存在时创建，存在时清空
# 打开时光标处于文件的起始位置
os.open("main.c",
        os.O_WRONLY | os.O_CREAT | os.O_TRUNC)
# 当然读取文件也是可以的
# 比如 os.O_RDONLY | os.O_CREAT | os.O_TRUNC
# 也是文件存在时清空内容，但是这没有任何意义
# 因为读取的时候将文件清空了，那还读什么？

# 文件不存在时创建，存在时追加
# 打开时光标处于文件的末尾
os.open("main.c",
        os.O_WRONLY | os.O_CREAT | os.O_APPEND)

# 所以
"""
open里面的读模式等价于这里的 os.O_RDONLY
open里面的写模式等价于这里的 os.O_WRONLY | os.O_CREATE | os.O_TRUNC
open里面的追加模式等价于这里的 os.O_WRONLY | os.O_CREATE | os.O_APPEND
"""

import os

fd = os.open("main.c", os.O_RDONLY)
# 使用 os.read 进行读取
# 这里读取 20 个字节
data = os.read(fd, 20)
print(data)
"""
b'#include <Python.h>'
"""

# 再读取 20 个字节
data = os.read(fd, 20)
print(data)
"""
b'\n#include <ctype.h>'
"""

# 继续读取
data = os.read(fd, 20)
# 由于只剩下一个字节
# 所以就读取了一个字节
# 显然此时文件已经读完了
print(data)
"""
b'\n'
"""

# 文件读取完毕之后
# 再读取的话会返回空字节串
print(os.read(fd, 20))  # b''
print(os.read(fd, 20))  # b''
print(os.read(fd, 20))  # b''

import os

fd = os.open("main.c", os.O_RDONLY)
data = os.read(fd, 20)
print(data)
"""
b'#include <Python.h>'
"""

# 从文件的起始位置向后移动 0 个字节
# 相当于将光标设置在文件的起始位置
os.lseek(fd, 0, 0)
data = os.read(fd, 20)
print(data)
"""
b'#include <Python.h>'
"""

# 设置在结束位置
os.lseek(fd, 0, 2)
print(os.read(fd, 20))  # b''

# 此时就什么也读不出来了

import os

# 从标准输入里面读取 10 个字节
# 没错，此时作用类似于 input
while True:
    data = os.read(0, 10).strip()
    print(f"你输入了:", data)
    if data == b"exit":
        break

from io import BytesIO
import os

fd = os.open("main.c", os.O_RDONLY)
buf = BytesIO()

while True:
    data = os.read(fd, 10)
    if data != b"":
        buf.write(data)
    else:
        break
print(buf.getvalue().decode("utf-8"))
"""
#include <Python.h>
#include <ctype.h>

"""

import os
import io

f = open("main.c", "r")
# 通过 f.fileno() 即可拿到对应的文件描述符
# 虽然这里是以文本模式打开的文件
# 但只要拿到文件描述符，都可以交给 os.read
print(
    os.read(f.fileno(), 10)
)  # b'#include <'

# 查看光标位置
print(f.tell())  # 10

# 移动光标位置
# 从文件开头向后移动 5 字节
f.seek(5, 0)
print(f.tell())  # 5
# os.lseek 也可以实现
os.lseek(f.fileno(), 3, 0)
print(f.tell())  # 3
# 此时会从第 4 个字节开始读取
print(f.read())
"""
clude <Python.h>
#include <ctype.h>

"""

# os.lseek 比 f.seek 要强大一些
# 移动到文件末尾，此时没问题
f.seek(0, 2)
print(f.tell())  # 41

try:
    f.seek(-1, 2)
except io.UnsupportedOperation as e:
    print(e)
"""
can't do nonzero end-relative seeks
"""
# 但如果要相对文件末尾移动具体的字节数
# 那么 f.seek 不支持，而 os.lseek 是可以的
print(f.tell())  # 41
os.lseek(f.fileno(), -1, 2)
print(f.tell())  # 40
# 最后只剩下一个换行符
print(os.read(f.fileno(), 10))  # b'\n'

import os

# 此时可读可写，文件不存在时自动创建，存在则清空
fd = os.open("1.txt", os.O_RDWR | os.O_CREAT | os.O_TRUNC)
# 写入内容，接收两个参数
# 参数一：文件描述符；参数二：bytes 对象
os.write(fd, b"hello, ")
os.write(fd, "古明地觉".encode("utf-8"))
# 读取内容
data = os.read(fd, 1024)
print(data)  # b''
# 问题来了，为啥读取不到内容呢？
# 很简单，因为光标会伴随着数据的写入而不断后移
# 这样的话，数据才能不断地写入
# 因此，现在的光标位于文件的结尾处
# 想要查看写入的内容需要移动到开头
os.lseek(fd, 0, 0)
print(os.read(fd, 1024).decode("utf-8"))
"""
hello, 古明地觉
"""
# 从后往前移动 3 字节
os.lseek(fd, -3, 2)
print(os.read(fd, 1024).decode("utf-8"))
"""
觉
"""

import os

os.write(1, "往 stdout 里面写入\n".encode("utf-8"))
os.write(2, "往 stderr 里面写入\n".encode("utf-8"))

import os
import io

fd = os.open("1.txt", os.O_RDWR | os.O_CREAT | os.O_TRUNC)
# 关闭文件
os.close(fd)

# 文件对象也是可以的
f = open(r"1.txt", "r")
os.close(f.fileno())
try:
    f.read()
except OSError as e:
    print(e)
"""
[Errno 9] Bad file descriptor
"""

import os

f = open(r"1.txt", "r")
# 文件是否关闭
print(f.closed)  # False
os.close(f.fileno())
print(f.closed)  # False

# 所以调用 os.close，文件对象 f 并不知道
# f.read 依旧会触发系统调用

f = open(r"1.txt", "r")
f.close()
print(f.closed)  # True

import os

# 关闭文件描述符为 1、2、3、4 的文件 
os.closerange(1, 5)