Python seek()和tell()函数详解

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在讲解 seek() 函数和 tell() 函数之前,首先来了解一下什么是文件指针。

我们知道,使用 open() 函数打开文件并读取文件中的内容时,总是会从文件的第一个字符(字节)开始读起。那么,有没有办法可以自定指定读取的起始位置呢?答案是肯定,这就需要移动文件指针的位置。

文件指针用于标明文件读写的起始位置。假如把文件看成一个水流,文件中每个数据(以 b 模式打开,每个数据就是一个字节;以普通模式打开,每个数据就是一个字符)就相当于一个水滴,而文件指针就标明了文件将要从文件的哪个位置开始读起。图 1 简单示意了文件指针的概念。

文件指针概念示意图
图 1 文件指针概念示意图

可以看到,通过移动文件指针的位置,再借助 read() 和 write() 函数,就可以轻松实现,读取文件中指定位置的数据(或者向文件中的指定位置写入数据)。

注意,当向文件中写入数据时,如果不是文件的尾部,写入位置的原有数据不会自行向后移动,新写入的数据会将文件中处于该位置的数据直接覆盖掉。

实现对文件指针的移动,文件对象提供了 tell() 函数和 seek() 函数。tell() 函数用于判断文件指针当前所处的位置,而 seek() 函数用于移动文件指针到文件的指定位置。

tell() 函数

tell() 函数的用法很简单,其基本语法格式如下:

file.tell()

其中,file 表示文件对象。

例如,在同一目录下,编写如下程序对 a.txt 文件做读取操作,a.txt 文件中内容为:

http://c.biancheng.net

读取 a.txt 的代码如下:
f = open("a.txt",'r')
print(f.tell())
print(f.read(3))
print(f.tell())
运行结果为:

0
htt
3

可以看到,当使用 open() 函数打开文件时,文件指针的起始位置为 0,表示位于文件的开头处,当使用 read() 函数从文件中读取 3 个字符之后,文件指针同时向后移动了 3 个字符的位置。这就表明,当程序使用文件对象读写数据时,文件指针会自动向后移动:读写了多少个数据,文件指针就自动向后移动多少个位置。

seek()函数

seek() 函数用于将文件指针移动至指定位置,该函数的语法格式如下:

file.seek(offset[, whence])

其中,各个参数的含义如下:
  • file:表示文件对象;
  • whence:作为可选参数,用于指定文件指针要放置的位置,该参数的参数值有 3 个选择:0 代表文件头(默认值)、1 代表当前位置、2 代表文件尾。
  • offset:表示相对于 whence 位置文件指针的偏移量,正数表示向后偏移,负数表示向前偏移。例如,当whence == 0 &&offset == 3(即 seek(3,0) ),表示文件指针移动至距离文件开头处 3 个字符的位置;当whence == 1 &&offset == 5(即 seek(5,1) ),表示文件指针向后移动,移动至距离当前位置 5 个字符处。

注意,当 offset 值非 0 时,Python 要求文件必须要以二进制格式打开,否则会抛出 io.UnsupportedOperation 错误。

下面程序示范了文件指针操作:
f = open('a.txt', 'rb')
# 判断文件指针的位置
print(f.tell())
# 读取一个字节,文件指针自动后移1个数据
print(f.read(1))
print(f.tell())
# 将文件指针从文件开头,向后移动到 5 个字符的位置
f.seek(5)
print(f.tell())
print(f.read(1))
# 将文件指针从当前位置,向后移动到 5 个字符的位置
f.seek(5, 1)
print(f.tell())
print(f.read(1))
# 将文件指针从文件结尾,向前移动到距离 10 个字符的位置
f.seek(-1, 2)
print(f.tell())
print(f.read(1))
运行结果为:

0
b'h'
1
5
b'/'
11
b'a'
21
b't'

注意:由于程序中使用 seek() 时,使用了非 0 的偏移量,因此文件的打开方式中必须包含 b,否则就会报  io.UnsupportedOperation 错误,有兴趣的读者可自定尝试。

上面程序示范了使用 seek() 方法来移动文件指针,包括从文件开头、指针当前位置、文件结尾处开始计算。运行上面程序,结合程序输出结果可以体会文件指针移动的效果。
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