檔案讀寫

程式跑完，變數裡的資料就沒了。想把結果留下來、下次再讀回來，就要寫進檔案。這一章看怎麼讀寫檔案。

寫入與讀取

用 open() 打開檔案，第一個參數是檔名，第二個是模式："w" 是寫入（write）、"r" 是讀取（read）。搭配 with，區塊結束時檔案會自動關好。寫入用 write()，讀取用 read()：

with open("note.txt", "w", encoding="utf-8") as f:
    f.write("第一行\n")
    f.write("第二行\n")

with open("note.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
    content = f.read()

print(content)

"w" 模式會把檔案從頭寫過：檔案不存在就新建，已經存在就把舊內容整個蓋掉，要小心。\n 是換行符號，讓每筆資料各自成一行。

一行一行讀

檔案讀進來常常要逐行處理。直接用 for 走過打開的檔案，每一圈就是一行。行尾會帶著換行符號，通常用 strip() 把它去掉：

with open("fruits.txt", "w", encoding="utf-8") as f:
    f.write("蘋果\n")
    f.write("香蕉\n")
    f.write("橘子\n")

with open("fruits.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
    for line in f:
        print(line.strip())

如果只想讀一行，用 readline()：每呼叫一次就讀下一行，讀到的字串同樣帶著行尾的換行符號。for 走過檔案，其實就是幫你一次次呼叫 readline()，直到檔案讀完為止：

with open("fruits.txt", "w", encoding="utf-8") as f:
    f.write("蘋果\n香蕉\n橘子\n")

with open("fruits.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
    first = f.readline()
    second = f.readline()

print(first.strip())
print(second.strip())

如果想一次把所有行讀成一個串列，用 readlines()。每個元素是一行，行尾一樣帶著換行符號：

with open("data.txt", "w", encoding="utf-8") as f:
    f.write("第一行\n第二行\n第三行\n")

with open("data.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
    lines = f.readlines()

print(lines)
print(len(lines))

另一個常見做法是先用 read() 讀進整份內容，再用字串的 splitlines() 一次切成一行一行，而且會順便去掉換行符號：

with open("fruits.txt", "w", encoding="utf-8") as f:
    f.write("蘋果\n香蕉\n橘子\n")

with open("fruits.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
    text = f.read()

for line in text.splitlines():
    print(line)

附加：不覆蓋舊內容

如果想在檔案後面接著寫、而不是蓋掉，就用 "a"（append，附加）模式：

with open("log.txt", "w", encoding="utf-8") as f:
    f.write("第一筆\n")

with open("log.txt", "a", encoding="utf-8") as f:
    f.write("第二筆\n")

with open("log.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
    print(f.read())

先用 "w" 寫了第一筆，再用 "a" 補上第二筆，最後讀回來，兩筆都在。記錄日誌、持續累積資料時，附加模式很好用。

讀寫位置：`tell()` 與 `seek()`

打開的檔案裡有一個看不見的讀寫位置，像閱讀時的手指：讀到哪、寫到哪，它就跟到哪。剛打開時它在開頭，每讀一段或寫一段就往後移，讀完整個檔案之後它會停在結尾。tell() 會告訴你它現在在哪裡，seek() 則把它搬到你指定的地方。執行下面的例子時，看右邊物件面板裡的檔案卡片：它印出檔案目前的內容，中間那條直線就是讀寫位置，按下一步時看它怎麼移動：

with open("note.txt", "w", encoding="utf-8") as f:
    f.write("第一行\n")
    f.write("第二行\n")

with open("note.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
    print(f.tell())

    first = f.readline()
    print(f.tell())

    rest = f.read()
    print(f.tell())

    again = f.read()
    print(again == "")

    f.seek(0)
    print(f.tell())
    print(f.read())

一開始 tell() 是 0，表示在開頭。readline() 讀走第一行後變成 10，read() 把剩下的全讀完後變成 20，這時位置已經在結尾，再 read() 一次只會拿到空字串，因為後面沒有東西了。seek(0) 把位置搬回開頭，tell() 又變回 0，就能從頭再讀一次。

tell() 回傳的數字是從開頭算起的位元組數，不是字數：encoding="utf-8" 下一個中文字佔 3 個位元組，換行符號佔 1 個，所以「第一行」加一個換行剛好是 10。你不需要自己算這個數字，記住「0 是開頭」就夠用了；想之後回到某個位置，先用 tell() 把數字記下來，再交給 seek()。

同時讀寫：加上 `+`

"r"、"w"、"a" 各自只能做一件事："r" 打開的檔案不能寫，"w" 和 "a" 打開的檔案不能讀。如果想在同一次打開裡又讀又寫，在模式後面加上 + 就好："r+"、"w+"、"a+"。

with open("note.txt", "w", encoding="utf-8") as f:
    f.write("第一行\n")

with open("note.txt", "r+", encoding="utf-8") as f:
    before = f.read()

    f.write("第二行\n")

    f.seek(0)
    after = f.read()

print(before)
print(after)

這個例子用 "r+" 打開已經有內容的檔案，先把原本的內容讀出來，再接著寫一行，最後讀回全部內容。讀完、寫完之後讀寫位置停在檔案結尾，直接 read() 只會得到空字串，所以讀回之前要先 seek(0) 回到開頭。

+ 只是讓原本只能讀的也能寫、只能寫的也能讀，其他行為都跟原本一樣："r+" 要求檔案已經存在，而且寫入從開頭開始，沒先讀到結尾就寫會蓋掉原本位置上的字；"w+" 一打開就先清空；"a+" 不管位置在哪，寫入永遠接在最後面。

模式整理

六種模式一次比較，忘記的時候回來查：

模式	讀取	寫入	打開時清空	檔案不存在時
`"r"`	可	不可	不會	錯誤
`"r+"`	可	可	不會	錯誤
`"w"`	不可	可	會	新建
`"w+"`	可	可	會	新建
`"a"`	不可	可	不會	新建
`"a+"`	可	可	不會	新建

看出規律了嗎？字母決定會不會清空、檔案不在時怎麼辦，+ 只決定能不能同時讀寫。平常讀檔用 "r"、重寫用 "w"、累積用 "a" 就夠了，+ 留給需要邊讀邊寫的時候。

二進位模式：加上 `b`

上面六種都是文字模式：read() 拿到的是字串，write() 也要給字串，Python 會照 encoding 幫你在文字和位元組之間來回轉換。但圖片、音檔、影片、PDF、壓縮檔這些檔案本來就不是文字，用文字模式打開不是出錯就是內容壞掉。這時候在模式後面加一個 b（binary，二進位）："rb"、"wb"、"ab"，讀到的就是檔案裡的原始位元組。

text = "哈囉"

with open("note.txt", "w", encoding="utf-8") as file:
    file.write(text)

with open("note.txt", "rb") as file:
    data = file.read()

print(data)
print(len(text), len(data))

with open("copy.txt", "wb") as file:
    file.write(data)

with open("copy.txt", "r", encoding="utf-8") as file:
    print(file.read())

同一個檔案，先用 "w" 以文字寫進去，再用 "rb" 讀回來，拿到的是 b'\xe5\x93\x88\xe5\x9b\x89'。開頭那個 b 表示它是 bytes（位元組序列），不是字串。len(text) 是 2，len(data) 是 6，因為一個中文字在 UTF-8 底下佔 3 個位元組。把這串位元組用 "wb" 原封不動寫進另一個檔案，再用文字模式讀回來，還是「哈囉」：二進位模式搬的是一模一樣的內容，只是不幫你解釋它的意思。

加了 b 就不能再給 encoding，硬給會直接出錯，因為二進位模式不做編碼轉換，指定編碼沒有意義。b 也可以和 + 併用，"rb+"、"wb+" 的規則和對應的文字模式一樣，只是讀寫的東西換成位元組。

平常處理文字檔用不到 b。後面網路爬蟲那個專題要把抓下來的圖片存成 .png，用的就是 "wb"。

關於 `with` 和編碼

檔案用完一定要關掉，否則資料可能還沒真正寫進去。with open(...) as f: 的好處，就是不管區塊裡發生什麼事，離開時都會自動幫你把檔案關好，不用自己記得呼叫 close()。

另外，例子裡都寫了 encoding="utf-8"。處理中文時這個很重要：不指定的話，有些系統（特別是 Windows）會用別的編碼，讀寫中文就容易變成亂碼。養成習慣加上它，中文就不會出問題。

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