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5.1 读写文本数据
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问题
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你需要读写各种不同编码的文本数据，比如ASCII，UTF-8或UTF-16编码等。

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解决方案
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使用带有 ``rt`` 模式的 ``open()`` 函数读取文本文件。如下所示：

.. code-block:: python

    # Read the entire file as a single string
    with open('somefile.txt', 'rt') as f:
        data = f.read()

    # Iterate over the lines of the file
    with open('somefile.txt', 'rt') as f:
        for line in f:
            # process line
            ...

类似的，为了写入一个文本文件，使用带有 ``wt`` 模式的 ``open()`` 函数，
如果之前文件内容存在则清除并覆盖掉。如下所示：

.. code-block:: python

    # Write chunks of text data
    with open('somefile.txt', 'wt') as f:
        f.write(text1)
        f.write(text2)
        ...

    # Redirected print statement
    with open('somefile.txt', 'wt') as f:
        print(line1, file=f)
        print(line2, file=f)
        ...

如果是在已存在文件中添加内容，使用模式为 ``at`` 的 ``open()`` 函数。

文件的读写操作默认使用系统编码，可以通过调用 ``sys.getdefaultencoding()`` 来得到。
在大多数机器上面都是utf-8编码。如果你已经知道你要读写的文本是其他编码方式，
那么可以通过传递一个可选的 ``encoding`` 参数给open()函数。如下所示：

.. code-block:: python

    with open('somefile.txt', 'rt', encoding='latin-1') as f:
        ...

Python支持非常多的文本编码。几个常见的编码是ascii, latin-1, utf-8和utf-16。
在web应用程序中通常都使用的是UTF-8。
ascii对应从U+0000到U+007F范围内的7位字符。
latin-1是字节0-255到U+0000至U+00FF范围内Unicode字符的直接映射。
当读取一个未知编码的文本时使用latin-1编码永远不会产生解码错误。
使用latin-1编码读取一个文件的时候也许不能产生完全正确的文本解码数据，
但是它也能从中提取出足够多的有用数据。同时，如果你之后将数据回写回去，原先的数据还是会保留的。

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讨论
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读写文本文件一般来讲是比较简单的。但是也几点是需要注意的。
首先，在例子程序中的with语句给被使用到的文件创建了一个上下文环境，
但 ``with`` 控制块结束时，文件会自动关闭。你也可以不使用 ``with`` 语句，但是这时候你就必须记得手动关闭文件：

.. code-block:: python

    f = open('somefile.txt', 'rt')
    data = f.read()
    f.close()

另外一个问题是关于换行符的识别问题，在Unix和Windows中是不一样的(分别是\n和\r\n)。
默认情况下，Python会以统一模式处理换行符。
这种模式下，在读取文本的时候，Python可以识别所有的普通换行符并将其转换为单个 ``\n`` 字符。
类似的，在输出时会将换行符 ``\n`` 转换为系统默认的换行符。
如果你不希望这种默认的处理方式，可以给 ``open()`` 函数传入参数 ``newline=''`` ，就像下面这样：

.. code-block:: python

    # Read with disabled newline translation
    with open('somefile.txt', 'rt', newline='') as f:
        ...

为了说明两者之间的差异，下面我在Unix机器上面读取一个Windows上面的文本文件，里面的内容是 ``hello world!\r\n`` ：

.. code-block:: python

    >>> # Newline translation enabled (the default)
    >>> f = open('hello.txt', 'rt')
    >>> f.read()
    'hello world!\n'

    >>> # Newline translation disabled
    >>> g = open('hello.txt', 'rt', newline='')
    >>> g.read()
    'hello world!\r\n'
    >>>

最后一个问题就是文本文件中可能出现的编码错误。
但你读取或者写入一个文本文件时，你可能会遇到一个编码或者解码错误。比如：

.. code-block:: python

    >>> f = open('sample.txt', 'rt', encoding='ascii')
    >>> f.read()
    Traceback (most recent call last):
        File "<stdin>", line 1, in <module>
        File "/usr/local/lib/python3.3/encodings/ascii.py", line 26, in decode
            return codecs.ascii_decode(input, self.errors)[0]
    UnicodeDecodeError: 'ascii' codec can't decode byte 0xc3 in position
    12: ordinal not in range(128)
    >>>

如果出现这个错误，通常表示你读取文本时指定的编码不正确。
你最好仔细阅读说明并确认你的文件编码是正确的(比如使用UTF-8而不是Latin-1编码或其他)。
如果编码错误还是存在的话，你可以给 ``open()`` 函数传递一个可选的 ``errors`` 参数来处理这些错误。
下面是一些处理常见错误的方法：

.. code-block:: python

    >>> # Replace bad chars with Unicode U+fffd replacement char
    >>> f = open('sample.txt', 'rt', encoding='ascii', errors='replace')
    >>> f.read()
    'Spicy Jalape?o!'
    >>> # Ignore bad chars entirely
    >>> g = open('sample.txt', 'rt', encoding='ascii', errors='ignore')
    >>> g.read()
    'Spicy Jalapeo!'
    >>>

如果你经常使用 ``errors`` 参数来处理编码错误，可能会让你的生活变得很糟糕。
对于文本处理的首要原则是确保你总是使用的是正确编码。当模棱两可的时候，就使用默认的设置(通常都是UTF-8)。

