Python read()函数：按字节（字符）读取文件

《Python open()函数》一节中，介绍了如何通过 open() 函数打开一个文件。在其基础上，本节继续讲解如何读取已打开文件中的数据。

Python 提供了如下 3 种函数，它们都可以帮我们实现读取文件中数据的操作：

1. read() 函数：逐个字节或者字符读取文件中的内容；
2. readline() 函数：逐行读取文件中的内容；
3. readlines() 函数：一次性读取文件中多行内容。

本节先讲解 read() 函数的用法，readline() 和 readlines() 函数会放到后续章节中作详细介绍。

Python read()函数

对于借助 open() 函数，并以可读模式（包括 r、r+、rb、rb+）打开的文件，可以调用 read() 函数逐个字节（或者逐个字符）读取文件中的内容。

如果文件是以文本模式（非二进制模式）打开的，则 read() 函数会逐个字符进行读取；反之，如果文件以二进制模式打开，则 read() 函数会逐个字节进行读取。

read() 函数的基本语法格式如下：

file.read([size])

其中，file 表示已打开的文件对象；size 作为一个可选参数，用于指定一次最多可读取的字符（字节）个数，如果省略，则默认一次性读取所有内容。

举个例子，首先创建一个名为 my_file.txt 的文本文件，其内容为：

Python教程
https://www.xinbaoku.com/python/

然后在和 my_file.txt 同目录下，创建一个 file.py 文件，并编写如下语句：

#以 utf-8 的编码格式打开指定文件
f = open("my_file.txt",encoding = "utf-8")
#输出读取到的数据
print(f.read())
#关闭文件
f.close()

程序执行结果为：

Python教程
https://www.xinbaoku.com/python/

注意，当操作文件结束后，必须调用 close() 函数手动将打开的文件进行关闭，这样可以避免程序发生不必要的错误。

当然，我们也可以通过使用 size 参数，指定 read() 每次可读取的最大字符（或者字节）数，例如：

#以 utf-8 的编码格式打开指定文件
f = open("my_file.txt",encoding = "utf-8")
#输出读取到的数据
print(f.read(6))
#关闭文件
f.close()

程序执行结果为：

Python

显然，该程序中的 read() 函数只读取了 my_file 文件开头的 6 个字符。

再次强调，size 表示的是一次最多可读取的字符（或字节）数，因此，即便设置的 size 大于文件中存储的字符（字节）数，read() 函数也不会报错，它只会读取文件中所有的数据。

除此之外，对于以二进制格式打开的文件，read() 函数会逐个字节读取文件中的内容。例如：

#以二进制形式打开指定文件
f = open("my_file.txt",'rb+')
#输出读取到的数据
print(f.read())
#关闭文件
f.close()

程序执行结果为：

b'Python\xe6\x95\x99\xe7\xa8\x8b\r\nhttps://www.xinbaoku.com/python/'

可以看到，输出的数据为 bytes 字节串。我们可以调用 decode() 方法，将其转换成我们认识的字符串。

有关 bytes 字节串，读者可阅读《Python bytes类型》一节做详细了解。

另外需要注意的一点是，想使用 read() 函数成功读取文件内容，除了严格遵守 read() 的语法外，其还要求 open() 函数必须以可读默认（包括 r、r+、rb、rb+）打开文件。举个例子，将上面程序中 open(）的打开模式改为 w，程序会抛出io.UnsupportedOperation异常，提示文件没有读取权限：

Traceback (most recent call last):
  File "C:\Users\mengma\Desktop\file.py", line 3, in <module>
    print(f.read())
io.UnsupportedOperation: not readable

read()函数抛出UnicodeDecodeError异常的解决方法

在使用 read() 函数时，如果 Python 解释器提示UnicodeDecodeError异常，其原因在于，目标文件使用的编码格式和 open() 函数打开该文件时使用的编码格式不匹配。

举个例子，如果目标文件的编码格式为 GBK 编码，而我们在使用 open() 函数并以文本模式打开该文件时，手动指定 encoding 参数为 UTF-8。这种情况下，由于编码格式不匹配，当我们使用 read() 函数读取目标文件中的数据时，Python 解释器就会提示UnicodeDecodeError异常。

要解决这个问题，要么将 open() 函数中的 encoding 参数值修改为和目标文件相同的编码格式，要么重新生成目标文件（即将该文件的编码格式改为和 open() 函数中的 encoding 参数相同）。

除此之外，还有一种方法：先使用二进制模式读取文件，然后调用 bytes 的 decode() 方法，使用目标文件的编码格式，将读取到的字节串转换成认识的字符串。

举个例子：

#以二进制形式打开指定文件，该文件编码格式为 utf-8
f = open("my_file.txt",'rb+')
byt = f.read()
print(byt)
print("\n转换后：")
print(byt.decode('utf-8'))
#关闭文件
f.close()

程序执行结果为：

b'Python\xe6\x95\x99\xe7\xa8\x8b\r\nhttps://www.xinbaoku.com/python/'

转换后：
Python教程
https://www.xinbaoku.com/python/