文件读写与字符编码
一、I/O操作概述I/O在计算机中是指Input/Output，也就是Stream(流)的输入和输出。这里的输入和输出是相对于内存来说的，Input Stream（输入流）是指数据从外（磁盘、网络）流进内存，Output Stream是数据从内存流出到外面（磁盘、网络）。程序运行时，数据都是在内存中驻留，由CPU这个超快的计算核心来执行，涉及到数据交换的地方（通常是磁盘、网络操作）就需要IO接口。
那么这个IO接口是由谁提供呢？高级编程语言中的IO操作是如何实现的呢？
操作系统是个通用的软件程序，其通用目的如下：
硬件驱动
进程管理
内存管理
网络管理
安全管理
I/O管理
操作系统屏蔽了底层硬件，向上提供通用接口。因此，操作I/O的能力是由操作系统的提供的，每一种编程语言都会把操作系统提供的低级C接口封装起来供开发者使用，Python也不例外。
二、文件读写实现原理与操作步骤 1. 文件读写实现原理文件读写就是一种常见的IO操作。那么根据上面的描述，可以推断Python也应该封装操作系统的底层接口，直接提供了文件读写相关的操作方法。事实上，也确实如此，而且Java、PHP等其他语言也是。
那么我们要操作的对象是什么呢？我们又如何获取要操作的对象呢？
由于操作I/O的能力是由操作系统提供的，且现代操作系统不允许普通程序直接操作磁盘，所以读写文件时需要请求操作系统打开一个对象（通常被称为文件描述符--file descriptor, 简称fd），这就是我们在程序中要操作的文件对象。
通常高级编程语言中会提供一个内置的函数，通过接收"文件路径"以及“文件打开模式”等参数来打开一个文件对象，并返回该文件对象的文件描述符。因此通过这个函数我们就可以获取要操作的文件对象了。这个内置函数在Python中叫open(), 在PHP中叫fopen(),
2. 文件读写操作步骤不同的编程语言读写文件的操作步骤大体都是一样的，都分为以下几个步骤：
1）打开文件，获取文件描述符 2）操作文件描述符--读/写 3）关闭文件只是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，有些比较简陋。
需要注意的是：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；另外一方面，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。因为我将数据写入文件时，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。
三、文件打开模式我们先来看下在Python、PHP和C语言中打开文件的函数定义
Python # Python2 open(name[, mode[, buffering]]) # Python3 open(file, mode='r', buffering=-1, encoding=None, errors=None, newline=None, closefd=True, opener=None) PHP resource fopen ( string $filename , string $mode [, bool $use_include_path = false [, resource $context ]] ) C语言 int open(const char * pathname, int flags);会发现以上3种编程语言内置的打开文件的方法接收的参数中，除了都包含一个“文件路径名称”，还会包含一个mode参数（C语言的open函数中的flags参数作用相似）。这么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。不同的编程语言中对文件打开模式的定义有些微小的差别，我们来看下Python中的文件打开模式有哪些。
文件打开模式描述r 以只读模式打开文件，并将文件指针指向文件头；如果文件不存在会报错
w 以只写模式打开文件，并将文件指针指向文件头；如果文件存在则将其内容清空，如果文件不存在则创建
a 以只追加可写模式打开文件，并将文件指针指向文件尾部；如果文件不存在则创建
r+ 在r的基础上增加了可写功能
w+ 在w的基础上增加了可读功能
a+ 在a的基础上增加了可读功能
b 读写二进制文件（默认是t，表示文本），需要与上面几种模式搭配使用，如ab，wb, ab, ab+（POSIX系统，包括Linux都会忽略该字符）
思考1： r+、w+和a+都可以实现对文件的读写，那么他们有什么区别呢？
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"
w+与r+的不同是，w+在打开文件时就会先将文件内容清空，不知道它有什么用
a+与r+的不同是，a+只能写到文件末尾（无论当前文件指针在哪里）
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？
关于这个问题，我查了很多资料，也没找到很权威的说明。在跟同行朋友交流过程中，发现大家主要有两种观点：
跟安全有关，有这种观点的大部分是做运维的朋友，他们认为这就像linux上的rwx（读、写、执行）权限。