Python檔案讀寫、StringIO和BytesIO

輸入輸出是相對的，要考慮具體的物件是什麼。

由於CPU和記憶體的速度遠遠高於外設的速度，所以，在IO程式設計中，就存在速度嚴重不匹配的問題。舉個例子來說，比如要把100M的資料寫入磁碟，CPU輸出100M的資料只需要0.01秒，可是磁碟要接收這100M資料可能需要10秒，怎麼辦呢？有兩種辦法：

第一種是CPU等著，也就是程式暫停執行後續程式碼，等100M的資料在10秒後寫入磁碟，再接著往下執行，這種模式稱為同步IO。

另一種方法是CPU不等待，只是告訴磁碟，“您老慢慢寫，不著急，我接著幹別的事去了”，於是，後續程式碼可以立刻接著執行，這種模式稱為非同步IO。

同步和非同步的區別就在於是否等待IO執行的結果。

使用非同步IO來編寫程式效能會遠遠高於同步IO，但是非同步IO的缺點是程式設計模型複雜。

回撥模式：服務員跑過來找你

輪詢模式：發簡訊通知

操作IO的能力都是由作業系統提供的，每一種程式語言都會把作業系統提供的低階C介面封裝起來方便使用，Python也不例外。

讀寫檔案是最常見的IO操作。Python內建了讀寫檔案的函式，用法和C是相容的。

讀寫檔案前，我們先必須瞭解一下，在磁碟上讀寫檔案的功能都是由作業系統提供的，現代作業系統不允許普通的程式直接操作磁碟，所以，讀寫檔案就是請求作業系統開啟一個檔案物件（通常稱為檔案描述符），然後，通過作業系統提供的介面從這個檔案物件中讀取資料（讀檔案），或者把資料寫入這個檔案物件（寫檔案）。

2 讀檔案

使用Python內建的open()函式，傳入檔名和標示符

如果檔案不存在，open()函式就會丟擲一個IOError的錯誤，並且給出錯誤碼和詳細的資訊告訴你檔案不存在

如果檔案開啟成功，接下來，呼叫read()方法可以一次讀取檔案的全部內容，Python把內容讀到記憶體，用一個str物件表示

最後一步是呼叫close()方法關閉檔案。檔案使用完畢後必須關閉，因為檔案物件會佔用作業系統的資源，並且作業系統同一時間能開啟的檔案數量也是有限的

由於檔案讀寫時都有可能產生IOError(輸入/輸出操作失敗)，一旦出錯，後面的f.close()就不會呼叫。所以，為了保證無論是否出錯都能正確地關閉檔案，我們可以使用try ... finally來實現：

注：

Python引入了with語句來自動幫我們呼叫close()方法：

4 StringIO和BytesIO

很多時候，資料讀寫不一定是檔案，也可以在記憶體中讀寫。StringIO就是在記憶體中讀寫str。

要把str寫入StringIO，我們需要先建立一個StringIO，然後，像檔案一樣寫入即可：

getvalue()方法用於獲得寫入後的str

要讀取StringIO，可以用一個str初始化StringIO，然後，像讀檔案一樣讀取：

StringIO操作的只能是str，如果要操作二進位制資料，就需要使用BytesIO

BytesIO實現了在記憶體中讀寫bytes，我們建立一個BytesIO，然後寫入一些bytes：

注意，寫入的不是str，而是經過UTF-8編碼的bytes。

和StringIO類似，可以用一個bytes初始化BytesIO，然後，像讀檔案一樣讀取：