Python中的文件指针

Question

我在Python的文件处理方面有一些问题，希望能帮我理清楚。

假设我创建了一个这样的文件。

>>>f = open("text,txt", "w+")
>>>f.tell()
>>>0

f是一个文件对象。

1. 我可以把它当作文件指针吗？

2. 如果可以，那f指向的是什么？是文件结构中为第一个字节预留的空位吗？

3. 我可以认为文件结构是从零开始计数的吗？

4. 在微处理器中，我学到指针总是指向下一条指令。在Python中是怎样的呢？如果我在文件中写一个字符，比如'b'，那么我的文件指针是指向字符'b'，还是指向'b'后面的那个位置呢？

Answer 1

1. 文件对象其实没什么特别的。你可以把它当作一个普通的对象来理解。
2. 这里的 name f 指向的是堆内存中的文件对象，就像在 l = [1, 2, 3] 中，名字 l 指向的是堆内存中的列表对象一样。
3. 根据文档，文件对象没有 __getitem__ 这个成员，所以这个问题其实没有什么意义。

Answer 2

1. 这个file对象是用C语言标准库里的stdio实现的。所以它里面有一个“文件描述符”。简单来说，它实际上包含了一个指向struct FILE的指针，这个指针通常被称为文件指针。你可以使用tell和seek这两个功能来获取和设置文件的位置。另外，它还可以作为一个迭代器和上下文管理器使用，所以它的功能比你想象的要多。

2. 它不是一个指针，而是一个引用。记住，在Python中，f是一个名字，它引用了一个文件对象。

3. 如果你使用file.seek()，默认情况下它是用从0开始的绝对位置来定位的。

4. 你把处理器寄存器和文件处理搞混了。这个问题没有意义。

Answer 3

你没有指定版本，文件对象在Python 2和Python 3之间的表现有点不同。大体思路是一样的，但一些具体细节不太一样。以下内容假设你使用的是Python 3，或者在Python 2.6或2.7中使用的是来自io模块的open，而不是Python 2自带的open。

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这并不是一个文件指针，虽然在后台很可能是用指针来实现的。与C语言不同，Python并不直接使用指针的概念。

不过，你可能在想的是“流位置”，这有点像指针。这个位置是通过tell()获取的，可以用在seek()中。对于二进制文件来说，它是从文件开始的字节偏移量。对于文本文件来说，它只是一个对文件对象有意义的“偏移量”——文档称之为“不可见的数字”（也就是说，它在文件存储在磁盘上的方式上没有明确的物理意义）。但在这两种情况下，它都是从开始位置的偏移，因此开始位置是零。只有在文件支持随机访问的情况下，这个说法才成立——你通常会遇到这种情况，但也要准备好最终可能会遇到不支持的情况——在这种情况下，seek和tell会报错。

就像处理器中的指令指针一样，流位置是下一个操作开始的位置，而不是当前操作结束的位置。所以，是的，当你把一个字符串写入文件后，当前的位置通常会比那个位置多一个偏移值。

当你刚打开一个文件时，偏移量通常是零或文件的末尾（比你能读取的最大值多一个，避免到达EOF）。如果你以'r'模式打开，它会是零；如果以'a'模式打开，它会是文件的末尾；而'w'和'w+'模式则是把文件截断到零字节，所以这两种模式也是等价的。