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()

f = open('檔案', 模式)

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()
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：
r、rt
讀取檔案 ( 預設值，檔案必需存在 )。
w、wt
寫入檔案 ( 如果檔案不存在，就建立新檔案，如果檔案存在，則清空內容並將其覆寫 )。
x、xt
建立新的檔案 ( 只針對不存在的檔案，如果檔案已經存在，則操作失敗 )。
a、at
從檔案的最末端添加內容 ( 如果檔案不存在，就建立新檔案 )。
r+、rt+
讀取並更新檔案 ( 更新方式從最前端寫入內容 )。
w+、wt+
寫入並讀取檔案 ( 會清空並覆寫內容 )。
a+、at+
從檔案的最末端添加內容並讀取檔案。
如果後方加上 b，則會以二進制模式開啟：
以二進制模式讀取檔案。
以二進制模式寫入檔案。
以二進制模式建立一個新的檔案。
以二進制模式從檔案的最末端添加內容。
以二進制模式讀取並更新檔案。
以二進制模式寫入並讀取檔案。
以二進制模式從檔案的最末端添加內容並讀取檔案。
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()
開啟檔案後，可以透過下列常用的方法操作檔案：
read(size)
讀取檔案內容，預設不設定 size，不設定 size 會讀取整個檔案，如果設定 size 則會讀取指定的字元數量。
readline(size)
讀取檔案的第一行內容，預設不設定 size，沒有設定 size 就會讀取一整行，如果設定 size 則會讀取指定的字元數量。
readlines(size)
讀取檔案內容並以串列方式回傳，預設不設定 size，如果沒有設定 size 會讀取全部內容，如果設定 size 則會回傳包含 size 大小的那幾行。
readable()
檔案是否可讀取，回傳 True 或 False。
write(文字內容)
寫入內容。
writelines(文字內容串列)
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。
writable()
檔案是否可寫入，回傳 True 或 False。
tell()
回傳目前讀取檔案指針的位置 ( 檔案從頭算起的字元數)。
seek(偏移量, 起始位置)
移動檔案指針 ( 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 )。
close()
關閉檔案，並釋出記憶體。
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
          
如果有任何建議或問題，可傳送「意見表單」給我，謝謝～