Python内存映射文件读写方式

当我们处理大型文件时，常常需要一种高效的方式来读取和写入文件。Python提供了内存映射文件（Memory-mapped file）来应对这种情况。

Python内存映射文件简介

内存映射文件是操作系统中的一种机制，它允许将一个文件映射到内存中的一个地址空间，从而让应用程序直接使用这块内存。内存映射文件这种形式，相当于是将磁盘上的文件映射到了内存上，这样就可以直接对内存进行读写，而无需反复地进行文件读写操作。

Python提供了一个mmap模块来支持内存映射文件的操作。mmap模块中最常用的类就是mmap()，该类的构造函数如下：

mmap(fileno, length[, flags[, access[, offset]]])

其中，参数fileno是文件描述符；length是映射区域的大小；flags是可选标志；access是映射区域的访问权限；offset表示文件的偏移量，即从文件的哪个位置开始映射。

Python内存映射文件读写示例

下面我们来看一下如何使用内存映射文件进行读写操作。

示例一：读取文件

下面的代码演示了如何将一个文件映射到内存，然后直接从内存中读取文件内容：

import mmap

with open("example.txt", "r") as file:
    # 将文件映射到内存
    with mmap.mmap(file.fileno(), length=0, access=mmap.ACCESS_READ) as mapped_file:
        # 从内存中读取文件内容
        file_content = mapped_file.read()

        # 打印文件内容
        print(file_content)

这里我们使用了with语句和mmap()函数来将文件example.txt映射到内存中，并指定访问权限为只读（ACCESS_READ）。然后使用read()方法从内存中读取文件内容，并打印输出。

示例二：写入文件

除了读取文件，我们也可以使用内存映射文件来写入文件内容。下面的代码演示了如何将一个字符串写入文件中：

import mmap

with open("example.txt", "r+") as file:
    # 将文件映射到内存
    with mmap.mmap(file.fileno(), length=0, access=mmap.ACCESS_WRITE) as mapped_file:
        # 将字符串写入文件中
        text = "hello, world"
        mapped_file.write(text.encode())

这里我们同样使用with语句和mmap()函数来将文件example.txt映射到内存中，并指定访问权限为可写（ACCESS_WRITE）。然后将字符串"hello, world"写入到内存映射区域中，最后使用write()方法将内容写回文件。

需要注意的是，如果写入的内容长度超过文件原来的大小，那么文件会被扩展，多余的部分会被填充为null字节。

总结

内存映射文件是一种高效的文件操作方式，在处理大型文件时可以显著提升读写效率。Python的mmap模块提供了内存映射文件的支持，使用起来也非常简单。