通常來說，一個Python程序可以從鍵盤讀取輸入，也可以從文件讀取輸入；而程序的結果可以輸出到屏幕上，也可以保存到文件中便于以后使用。本文就來介紹Python中最基本的I/O函數。

一、控制臺I/O

1.讀取鍵盤輸入

內置函數input([prompt])，用于從標準輸入讀取一個行，并返回一個字符串（去掉結尾的換行符）：

            
s = input("Enter your input:")


          

注： 在Python 3.x版本中取消了 raw_input() 函數 。

2.打印到屏幕

最簡單的輸出方法是用print語句，你可以給它傳遞零個或多個用逗號隔開的表達式：

            
print([object, ...][, sep=' '][, end='endline_character_here'][, file=redirect_to_here]) 


          

方括號內是可選的，sep表示分割符，end表示結束符，file表示重定向文件。如果要給sep、end、file指定值必須使用關鍵字參數。

            
print('hello', 'world', sep='%')  # 輸出 hello%world 
print('hello', 'world', end='*')  # 輸出 hello world*，并且不換行 


          

二、文件I/O

讀寫文件之前，先用open()函數打開一個文件，它會返回一個文件對象（file object）：

            
f = open(filename，mode)


          

如果不指定mode參數，文件將默認以‘r'模式打開。模式中的字符有：

r：只讀
w：只寫，如果文件已存在則將其覆蓋。如果該文件不存在，創建新文件
+：讀寫（不能單獨使用）
a：打開文件用于追加，只寫，不存在則創建新文件
b：以二進制模式打開（不能單獨使用）

所以可能的模式大概有r、w、r+、w+、rb、wb、rb+、wb+、a、a+、ab、ab+，注意只有w和a可以創建文件。

通常情況下，文件都是以文本模式（text mode）打開的，也就是說，從文件中讀寫的是以一種特定的編碼格式進行編碼（默認的是 UTF-8）的字符串。如果文件以二進制模式（binary mode）打開，數據將以字節對象的形式進行讀寫：

            
f = open('a.txt','wb+') 
f.write('I like apple!')  # 報錯 
f.write(b'I like apple!') # 以bytes對象的形式進行讀寫 


          

Bytes對象是0到127的不可修改的整數序列，或純粹的 ASCII 字符，它的用途是存儲二進制數據。

可以通過在一個字符串前面加上'b'來創建一個bytes literal；
也可以通過bytes() 函數創建一個 bytes 對象。

注意： 如果bytes() 函數的初始化器是一個字符串，那么必須提供一種編碼。

            
b1 = b'This is string' 
b2 = bytes('This is string', 'UTF-8')  # 必須指定編碼格式 


          

字符串對象與字節對象是不兼容的，要將 bytes 轉變為 str， bytes 對象必須要進行解碼，使用decode() 方法：

            
b = bytes('This is string', 'UTF-8') 
print(b, b.decode(), sep='\n') 
# 輸出： 
# b'This is string' 
# This is string 


          

文件對象的方法（假設f是一個文件對象）：

f.read(size) ：讀取size個字節的數據，然后作為字符串或 bytes 對象返回。size是一個可選參數，如果不指定size，則讀取文件的所有內容。
f.readline() ：讀取一行。在字符串末尾會留下換行符 (\n)，如果到文件尾，返回空字符串。
f.readlines() ：讀取所有行，儲存在列表中，每個元素是一行，相當于list(f)。
f.write(string) ：將 string 寫入到文件中，返回寫入的字符數。如果以二進制模式寫文件，需要將string轉換為 bytes 對象。
f.tell() ：返回文件對象當前所處的位置，它是從文件開頭開始算起的字節數。
f.seek(offset, from_what) ：改變文件對象所處的位置。offset是相對參考位置的偏移量，from_what 取值 0（文件頭, 默認）、1（當前位置）、2（文件尾）表示參考位置。
f.close() ：關閉文件對象。

這些都是很常用的方法，當然文件對象不止這些方法。根據打開的模式不同，open() 返回的文件對象類型也不同：

TextIOWrapper：文本模式，返回TextIOWrapper對象。
BufferedReader：讀二進制，即rb，返回BufferedReader對象。
BufferedWriter：寫和追加二進制，即wb、ab，返回BufferedWriter對象。
BufferedRandom：讀/寫模式，即含有+的模式，返回BufferedRandom對象。
可以在這些文件對象上運行 dir() 或 help()，查看它們所有的方法。

補充：

1、在文本模式下，seek()方法只會相對于文件起始位置進行定位。（除了定位文件尾可以用 seek(0, 2)之外）
2、可以循環迭代一個文件對象一行一行讀取：

            
for line in f: 
print(line, end='') 


          

三、格式化輸出

一般來說，我們希望更多的控制輸出格式，而不是簡單的以空格分割。這里有兩種方式：

第一種是由你自己控制。使用字符串切片、連接操作以及 string 包含的一些有用的操作。
第二種是使用str.format()方法。
下面給一個示例：

            
# 第一種方式：自己控制 
for x in range(1, 11): 
  print(str(x).rjust(2), str(x*x).rjust(3), end=' ') 
  print(str(x*x*x).rjust(4)) 
 
# 第二種方式：str.format() 
for x in range(1, 11): 
  print('{0:2d} {1:3d} {2:4d}'.format(x, x*x, x*x*x)) 
 
# 輸出都是： 
# 1  1  1 
# 2  4  8 
# 3  9  27 
# 4 16  64 
# 5 25 125 
# 6 36 216 
# 7 49 343 
# 8 64 512 
# 9 81 729 
# 10 100 1000 


          

第一種方式中，字符串對象的 str.rjust() 方法的作用是將字符串靠右，并默認在左邊填充空格，類似的方法還有 str.ljust() 和 str.center() 。這些方法并不會寫任何東西，它們僅僅返回新的字符串，如果輸入很長，它們并不會截斷字符串。我們注意到，同樣是輸出一個平方與立方表，使用str.format()會方便很多。

str.format()的基本用法如下：

            
>>> print('We are the {} who say "{}!"'.format('knights', 'Ni')) 
We are the knights who say "Ni!" 


          

括號及括號里的字符將會被 format() 中的參數替換.。括號中的數字用于指定傳入對象的位置：

            
>>> print('{0} and {1}'.format('Kobe', 'James')) 
Kobe and James 
>>> print('{1} and {0}'.format('Kobe', 'James')) 
James and Kobe 


          

如果在 format() 中使用了關鍵字參數，那么它們的值會指向使用該名字的參數：

            
>>> print('The {thing} is {adj}.'.format(thing='flower', adj='beautiful')) 
The flower is beautiful. 


          

可選項':'和格式標識符可以跟著 field name，這樣可以進行更好的格式化：

            
>>> import math 
>>> print('The value of PI is {0:.3f}.'.format(math.pi)) 
The value of PI is 3.142. 


          

在':'后傳入一個整數，可以保證該域至少有這么多的寬度，用于美化表格時很有用：

            
>>> table = {'Jack':4127, 'Rose':4098, 'Peter':7678} 
>>> for name, phone in table.items(): 
...   print('{0:10} ==> {1:10d}'.format(name, phone)) 
...  
Peter   ==>    7678 
Rose    ==>    4098 
Jack    ==>    4127 


          

我們還可以將參數解包進行格式化輸出。例如，將table解包為關鍵字參數：

            
table = {'Jack':4127, 'Rose':4098, 'Peter':7678} 
print('Jack is {Jack}, Rose is {Rose}, Peter is {Peter}.'.format(**table)) 
# 輸出：Jack is 4127, Rose is 4098, Peter is 7678. 


          

補充：

% 操作符也可以實現字符串格式化。它將左邊的參數作為類似 sprintf() 式的格式化字符串，而將右邊的代入：

            
import math 
print('The value of PI is %10.3f.' %math.pi) 
# 輸出：The value of PI is   3.142. 


          

因為這種舊式的格式化最終會從Python語言中移除，應該更多的使用 str.format() 。

附：文本模式與二進制模式

1、在Windows系統中，文本模式下，默認是將Windows平臺的行末標識符 \r\n 在讀時轉為 \n ，而在寫時將 \n 轉為 \r\n 。 這種隱藏的行為對于文本文件是沒有問題的，但是對于二進制數據像 JPEG 或 EXE 是會出問題的。在使用這些文件時請小心使用二進制模式。

2、在類Unix/Linux系統中，行末標識符為 \n，即文件以 \n 代表換行。所以Unix/Linux系統中在文本模式和二進制模式下并無區別。

本文所述實例讀者可以實際動手操作測試一下，以加深印象，從而進一步牢固掌握Python基礎。