1.8.1 文件读写步骤与打开模式
1.文件读写操作步骤
不同编程语言读写文件的操作步骤大体都是一样的，分为以下几个步骤：
1）打开文件，获取文件描述符；
2）操作文件描述符——读/写；
3）关闭文件。
然而，不同的编程语言提供的读写文件的API是不一样的，有些提供的功能比较丰富，有些则比较简单。
注意 文件读写操作完成后，应该及时关闭。一方面，文件对象会占用操作系统的资源；另一方面，操作系统对同一时间能打开的文件描述符的数量是有限制的，在Linux操作系统上可以通过ulimit -n来查看这个显示数量。如果不及时关闭文件，还可能会造成数据丢失。因为将数据写入文件时，操作系统不会立刻把数据写入磁盘，而是先把数据放到内存缓冲区异步写入磁盘。当调用close方法时，操作系统会保证把没有写入磁盘的数据全部写到磁盘上，否则可能会丢失数据。
2.文件打开模式介绍
我们先来看一下通过Python、PHP和C语言打开文件的函数定义。
Python：
open(name[, mode[, buffering]])# Python3 open (file, mode='r', buffering=-1, encoding=None, errors=None, newline=None, closefd=True, opener=None)
PHP：
reso urce fopen ( string $filename , string $mode [, bool $use_include_path = false [, resource $context ]] )
C：
int open(const char * pathname, int flags);
在上面3种编程语言内置的打开文件的方法所接收的参数中，除了都包含一个“文件路径名称”外，还会包含一个mode参数（与C语言的open函数中的flags参数作用相似）。这个mode参数定义的是打开文件时的模式，常见的文件打开模式有：只读、只写、可读可写、只追加。
例如，我们来读取这样一个已有的文本文件：song.txt。该文件的字符编码为utf-8。具体操作如下例所示。
【例1-82】Python文件操作步骤示例
# 第一步：（以只读模式）打开文件
f = open('song.txt', 'r', encoding='utf-8')
# 第二步：读取文件内容
print(f.read())
# 第三步：关闭文件
f.close()
不同编程语言中对文件打开模式的定义有些微小的差别，我们来看一下Python中的文件打开模式，如表1-9所示。
表1-9 文件打开模式
【思考1】r+、w+和a+都可以实现对文件的读写，那么它们有什么区别呢？
1）r+会覆盖当前文件指针所在位置的字符，如原来文件内容是“Hello，World”，打开文件后写入“hi”则文件内容会变成“hillo,World”。
2）w+与r+的不同是，w+在打开文件时就会先将文件内容清空。
3）a+与r+的不同是，a+只能写到文件末尾，如表1-10所示。
表1-10 r+、w+与a+的模式对比
【思考2】为什么要定义这些模式呢？为什么不能像我们用word打开一篇文档一样既可以读，又可以写，还可修改呢？
主要有两种观点：
1）跟安全有关，有这种观点的大部分是做运维的读者，他们认为这就像Linux上的rwx（读、写、执行）权限。
2）跟操作系统内核管理I/O的机制有关，有这种观点的大部分是做C语言开发的读者，特别是与内核相关的开发人员。为了提高读写速度，要写入磁盘的数据会先放进内存缓冲区，之后再回写。由于可能会同时打开很多文件，因此当回写数据时，需要遍历已打开的文件从而判断是否需要回写。他们认为如果打开文件时指定了读写模式，那么需要回写时，只要去查找以“可写模式”打开的文件就可以了。