【Python系列专栏】第二十八篇 Python中的StringIO和BytesIO
StringIO和BytesIO
StringIO
很多时候，数据读写不一定是对文件进行的，我们也可以在内存中进行读写操作。
StringIO 顾名思义就是在内存中读写 str。
要把 str 写入 StringIO，我们需要先创建一个 StringIO 对象，然后，像文件一样写入即可：
>>> from io import StringIO
>>> f = StringIO()
>>> f.write('hello')
5
>>> f.write(' ')
1
>>> f.write('world!')
6
>>> print(f.getvalue())
hello world!
getvalue() 方法用于获得IO流中的全部内容。
读取 StringIO 的方法也和读文件类似：
>>> from io import StringIO
>>> f = StringIO('Hello!\nHi!\nGoodbye!') # 用一个str初始化StringIO
>>> while True:
... s = f.readline()
... if s == '': # 读取完毕，跳出循环
... break
... print(s.strip()) # 去掉当前行首尾的空格再打印
...
Hello!
Hi!
Goodbye!
BytesIO
StringIO 操作的只能是 str，如果要操作二进制数据，就需要使用 BytesIO。
BytesIO 实现了在内存中读写 bytes，我们创建一个 BytesIO，然后写入一些 bytes：
>>> from io import BytesIO
>>> f = BytesIO()
>>> f.write('中文'.encode('utf-8'))
6
>>> print(f.getvalue())
b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'
请注意，写入的不是 str，而是经过UTF-8编码的 bytes。
和 StringIO 类似，读取 BytesIO：
>>> from io import BytesIO
>>> f = BytesIO(b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87') # 用一个bytes初始化BytesIO
>>> f.read()
b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'
为什么使用StringIO和BytesIO
这个问题在*上有回答，为什么我们不直接使用 str 和 bytes，而要这么别扭地在内存中使用 StringIO 和 BytesIO 呢？其实呀，主要是因为 StringIO 和 BytesIO 都是 file-like Object，可以像文件对象那样使用，当某些库的函数支持文件对象时，我们可以传入 StringIO 和 BytesIO，也能使用，这一点 str 和 bytes 是没法做到的。
读写IO需要注意的地方
以 StringIO 为例，前面我们将到读取 StringIO 时，是先使用字符串进行初始化，然后再读取：
>>> f = StringIO('Hello!\nHi!\nGoodbye!') # 用一个str初始化StringIO
>>> f.readlines()
['Hello!\n', 'Hi!\n', 'Goodbye!']
但如果我们没有进行初始化，而是对一个空的 StringIO 进行写入，然后再读取呢？这时就会像下面这样：
>>> f = StringIO()
>>> f.write('Hello!\n')
7
>>> f.write('Hi!\n')
4
>>> f.write('Goodbye!')
8
>>> f.readlines()
[]
我们发现此时读取不到写入的字符串了，这是为什么呢？其实呀，这时因为当前所处流的位置（Stream Position）在末尾，所以读取不到东西了。那怎么知道当前处在流的什么位置呢？我们可以使用 tell() 方法。对比一下：
使用字符串初始化 StringIO：
>>> f = StringIO('Hello!\nHi!\nGoodbye!')
>>> f.tell()
0
写入 StringIO：
>>> f = StringIO()
>>> f.write('Hello!\n')
7
>>> f.write('Hi!\n')
4
>>> f.write('Goodbye!')
8
>>> f.tell()
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可以发现，使用字符串初始化时，位置会保持在流的开头，而使用 write() 方法对流进行写入操作后，位置会移动到写入结束的地方。那有没有办法在写入以后进行读取呢？有！可以使用前面提到的 getvalue() 方法读取IO流中的全部内容，另外也可以使用 seek() 方法回到前面的某一位置，然后读取该位置后的内容：
>>> f.tell()
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>>> f.seek(0) # 回到流的开头位置
0
>>> f.tell()
0
有时候呀，我们可能会在初始化一个 StringIO 之后，想要对其进行写入操作，这时会发生一个问题：
>>> f = StringIO('Hello!')
>>> f.getvalue()
'Hello!'
>>> f.write('Hi!')
3
>>> f.getvalue()
'Hi!lo!'
可以看到初始化的内容被写入的内容覆盖了，这显然不是我们所希望的。为什么会这样呢？其实呀，跟前面说的问题是一样的，举一反三，都是因为Stream Position引起的。初始化一个 StringIO 后，位置在流的开头，此时写入就会从流的开头写入，而不是像我们所希望的那样从流的末尾写入，稍微改动一下就好了：
>>> f = StringIO('Hello!')
>>> f.seek(0, 2) # 移动到流的末尾
6
>>> f.write('Hi!')
3
>>> f.getvalue()
'Hello!Hi!'
除了移动到流的末尾，也能移动到某个位置，看看 seek() 方法的描述：
Help on built-in function seek:
seek(pos, whence=0, /) method of _io.StringIO instance
Change stream position.
Seek to character offset pos relative to position indicated by whence:
0 Start of stream (the default). pos should be >= 0;
1 Current position - pos must be 0;
2 End of stream - pos must be 0.
Returns the new absolute position.
可以看到 seek() 方法有必选参数 pos 和 可选参数 whence，前者是移动多少，后者是从哪里开始移动。whence 默认为0，也即默认从流的开头移动 pos 个位置。
小结
StringIO 和 BytesIO 是在内存中操作 str 和 bytes 的方法，和读写文件具有一致的接口。