行业资讯 2025年08月6日
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文章目录 一、引言:Python文件读取方法概览 二、小文件读取方法 (一)使用for循环读取 (二)使用readlines()方法读取 (三)使用列表推导式读取 三、大文件读取方……




  • 一、引言:Python文件读取方法概览
  • 二、小文件读取方法
    • (一)使用for循环读取
    • (二)使用readlines()方法读取
    • (三)使用列表推导式读取
  • 三、大文件读取方法
    • (一)使用readline()方法读取
    • (二)使用生成器函数读取
    • (三)使用内存映射文件读取
  • 四、总结

在Python编程中,读取文件并逐行处理是常见的操作。本文将详细介绍在Python里逐行读取文件的多种方式,涵盖了适用于小文件和大文件的不同方法,还会结合具体代码示例,分析每种方法的优缺点,让你轻松掌握在不同场景下如何高效地读取文件。

一、引言:Python文件读取方法概览

Python为我们提供了多种读取文本文件并逐行处理的方式。在实际应用中,选择哪种方法要综合考虑文件大小以及所需语法的便捷性。比如处理小文件和大文件,适用的方法就不一样。接下来,我们就基于代码的简洁性、处理大文件的能力以及内存使用效率等方面,深入探讨不同的文件读取方法。对于超大文件,还会特别介绍一些优化内存使用的技巧,像使用生成器或内存映射文件等。

二、小文件读取方法

下面这些方法适合用于读取小文本文件,因为它们可以在一条语句中读取整个文件的内容。不过,对于大文件来说,这种方式可能不太合适,主要是会受到机器物理内存的限制。

(一)使用for循环读取

for循环是Python中最直接、高效的逐行读取文本文件的方法之一。来看下面这个例子:

try:
    # 使用open()函数以只读模式打开名为\'data.txt\'的文件,并指定编码为utf-8
    with open(\'data.txt\', \'r\', encoding=\'utf-8\') as file:
        # for循环遍历文件中的每一行,每次迭代时,当前行赋值给变量line
        for line in file:
            # 使用strip()方法去除行末的空白字符后打印
            print(line.strip()) 
except FileNotFoundError:
    print(\"File not found.\")

在这段代码里,open()函数负责打开文件,for循环按顺序读取文件的每一行。在处理文件时,如果文件有特定的编码格式,像UTF-8,就可以通过open()函数的encoding参数来指定。在使用line变量之前,别忘了用line.strip()去除行末的空白字符,这样可以避免一些潜在的问题。

(二)使用readlines()方法读取

readlines()方法能一次性读取文件的所有行,并将它们作为字符串列表返回。但要注意,这种方式会把整个文件读入内存,所以不太适合处理大文件。不过对于小文件,它能方便地对行列表进行各种操作,比如过滤、排序或修改数据。示例如下:

try:
    # 以只读模式打开\'data.txt\'文件
    with open(\'data.txt\', \'r\', encoding=\'utf-8\') as file:
        # 使用readlines()方法读取文件所有行,返回字符串列表
        lines = file.readlines()
        # 遍历行列表
        for line in lines:
            # 去除行末空白字符后打印
            print(line.strip()) 
except FileNotFoundError:
    print(\"File not found.\")

在这个例子中,首先用open()函数打开文件,接着调用readlines()方法获取文件的所有行,最后通过循环遍历列表,对每一行进行处理。

(三)使用列表推导式读取

列表推导式是Python中创建列表的一种简洁语法。我们也可以用它来逐行读取文件,并对每一行进行操作。不过,和前面两种方法相比,它并没有明显的优势,更多是满足一些人对语法简洁性的偏好。示例代码如下:

try:
    # 以只读模式打开\'data.txt\'文件,指定编码为utf-8
    with open(\'data.txt\', \'r\', encoding=\'utf-8\') as file:
        # 使用列表推导式读取文件每一行,并去除行末空白字符,生成列表
        lines = [line.strip() for line in file]
        # 遍历生成的列表
        for line in lines:
            # 打印每一行
            print(line) 
except FileNotFoundError:
    print(\"File not found.\")

这里,列表推导式[line.strip() for line in file]实现了读取文件每一行并去除行末空白字符,生成一个新的列表。之后再遍历这个列表进行后续操作。

三、大文件读取方法

处理大文件时,内存消耗是个关键问题。传统的将整个文件读入内存的方式,可能会导致性能下降和存储问题。为了解决这些挑战,Python提供了下面几种高效读取大文件的策略。

(一)使用readline()方法读取

readline()方法每次从文件对象中读取一行内容,并将其作为字符串返回,包括行末的换行符。通常,我们会结合while循环来遍历文件内容。只要读取到的line不是空字符串(表示文件结束),循环就会继续。
在内部,当我们打开一个文件时,会创建一个文件指针。调用readline()时,文件指针会移动到下一个换行符的位置,从文件开头到这个位置的文本会被读取并作为字符串返回。后续调用readline()会从上一次读取结束的位置继续读取。这使得readline()成为逐行读取大文件的合适方法,无需一次性将整个文件读入内存。示例代码如下:

try:
    # 以只读模式打开\'data.txt\'文件
    with open(\'data.txt\', \'r\') as file:
        # 读取文件的第一行
        line = file.readline()
        # 当line不为空时,继续循环
        while line:
            # 去除行末空白字符后打印
            print(line.strip())
            # 读取下一行
            line = file.readline() 
except FileNotFoundError:
    print(\"Error: File not found.\")
except IOError:
    print(\"Error: An I/O error occurred.\")

在这段代码中,通过不断调用readline()方法,逐行读取文件内容并处理,避免了一次性加载整个大文件到内存。

(二)使用生成器函数读取

在Python里,生成器函数是一种特殊的函数,它生成值而不是返回单个值。当调用生成器函数,遇到yield关键字时,函数会暂停执行,返回当前值,并保存函数的状态。下次调用生成器时,它会从保存的状态继续执行,处理并生成下一个值。这种机制避免了一开始就将整个文件加载到内存。生成器函数中的yield关键字和优化的文件对象是避免加载整个文件到内存的关键。示例如下:

# 定义一个生成器函数,用于逐行读取文件
def read_lines(file_path):
    # 打开文件
    with open(file_path, \'r\') as file:
        # 遍历文件每一行
        for line in file:
            # 去除行末空白字符后生成当前行
            yield line.strip() 

try:
    # 使用生成器函数逐行读取文件并打印
    for line in read_lines(\'data.txt\'):
        print(line) 
except FileNotFoundError:
    print(\"Error: File not found.\")
except IOError:
    print(\"Error: An I/O error occurred.\")

在这个示例中,read_lines()函数就是一个生成器函数,通过yield关键字逐行生成文件内容。在主程序中,通过循环遍历生成器,实现对文件的逐行处理。

(三)使用内存映射文件读取

内存映射文件允许我们将文件直接映射到程序的内存空间。这样,在程序中就可以把文件当作一个大的字节数组来处理。对于需要频繁或随机访问的大文件,这种方式非常实用。它比传统的文件I/O操作更高效,但别忘了在使用完后关闭内存映射文件,以释放系统资源。下面的示例展示了如何遍历内存映射文件,通过查找换行符来识别每一行的结束位置,提取并打印每一行内容。

import mmap

# 以读写二进制模式打开文件
with open(\'large_file.txt\', \'r+b\') as file:
    # 创建内存映射文件对象
    mapped_file = mmap.mmap(file.fileno(), 0)

    start = 0
    while True:
        # 查找下一个换行符的位置
        end = mapped_file.find(b\'n\', start)
        if end == -1:
            break
        # 提取当前行内容并解码为utf-8格式
        line = mapped_file[start:end].decode(\'utf-8\')
        print(line)
        # 更新起始位置,准备读取下一行
        start = end + 1

    # 关闭内存映射文件
    mapped_file.close()

在这段代码中,首先导入mmap模块,然后使用open()函数以读写二进制模式打开文件,并创建内存映射文件对象。通过循环查找换行符,提取并处理每一行内容,最后关闭内存映射文件。

四、总结

通过本文的介绍,我们了解到在Python中读取文件逐行处理有多种方法,每种方法都有其适用场景:

  • readlines()方法适合读取小文件,能一次性将整个文件读入内存,方便对所有行进行统一操作。
  • for循环是最常用的方式,适用于大多数文件读取场景,语法简单易懂。
  • 列表推导式语法简洁,适合进行简单操作时创建包含文件行内容的列表,但对于复杂操作优势不明显。
  • readline()方法按顺序逐行读取文件,特别适合处理大文件,避免一次性加载整个文件到内存。
  • 基于生成器的读取方式,通过yield关键字逐行生成内容,内存使用效率高,也是处理大文件的好选择。
  • 内存映射文件则适用于需要频繁或随机访问大文件的场景,能直接将文件映射到内存,提高访问效率。

希望大家通过学习这些方法,在实际编程中能够根据文件的特点和需求,选择最合适的文件读取方式,提升代码的性能和效率。

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