大家好，我是袁庭新。

文件I/O（Input/Output）操作在Lua中用于与外部文件进行交互，包括读取文件中的数据和将数据写入文件。Lua提供了两种模式来进行文件操作：简单模式和完全模式。下面将详细介绍这两种模式的基本使用。

1.简单模式

1.1 简单模式介绍

简单模式提供了基本的文件操作功能，它主要通过io.open函数打开文件，然后使用返回的文件句柄进行读取和写入操作。这种模式的操作相对比较直接，适合处理简单的文件I/O需求。

简单模式的特点是，操作函数较为直观，容易理解和使用。对于小型文件的读取和写入操作比较方便。常见的使用场景是，程序的配置文件读取，我们可以使用简单模式以只读方式打开某个文件（如config.properties），逐行读取并解析这些配置参数。

1.2 函数介绍

io.open函数用于打开文件并返回一个文件描述符。如果打开失败，则返回nil加上错误消息。打开文件操作语句如下：

file = io.open(filename [, mode])

在上述语句中，filename参数表示要打开的文件的名称，可以包含路径。如果只给出文件名，默认在当前目录下查找文件。mode参数表示文件打开模式，有以下几种常见选项：

io.read([format])函数表示从默认输入文件中读取数据，根据给定的模式读取不同类型的值。该函数的参数可以是下表中的一个。

I/O简单模式操作的其他常用函数介绍见下表：

1.3 示例演示

这里需要提前创建准备好两个文件——input.txt和output.txt。并在input.txt文件中添加如下的内容：

文件第一行内容...
文件第二行内容...
文件第三行内容...

然后创建一个名为simple_model_test.lua的脚本文件，并在该文件中添加如下的内容。

-- simple_model_test.lua文件
-- 打开文件并设置为当前输入文件
local inputFile = io.open("input.txt", "r")
io.input(inputFile)

-- 读取一行并打印
local line = io.read("*l")
print(line)

-- 关闭输入文件
io.close(inputFile)

-- 打开文件并设置为当前输出文件
local outputFile = io.open("output.txt", "w")
io.output(outputFile)

-- 写入一行
io.write("Hello, Lua!\n")

-- 关闭输出文件
io.close(outputFile)

执行以上脚本代码，程序输出结果如下。

文件第一行内容...

然后通过"cat output.txt"命令查看该文件的内容，输入结果如下所示。

Hello, Lua!

简单模式在做一些简单的文件操作时较为合适。但是在进行一些高级的文件操作的时候，简单模式就显得力不从心。例如同时读取多个文件这样的操作，使用完全模式则较为合适。

2.完全模式

2.1 完全模式介绍

在Lua中，文件I/O的完全模式是一种更为灵活和强大的文件操作方式。它提供了一系列功能，用于更精细地控制文件输入/输出流，包括对默认输入输出流的设置、高效的逐行读取以及文件内部位置的精确控制等操作，相较于简单模式，能满足更复杂的文件处理需求。

完全模式通过文件对象（由io.open()返回），可以直接调用更多函数进行复杂的文件操作，并且可以更好地控制文件访问。

2.2 函数介绍

I/O完全模式操作的常用函数介绍见下表：

函数file:seek([whence, [offset]])用于对已经打开的文件进行定位操作。

• whence参数指定定位的参考点，有以下几种选项：

• "set"：从文件开头开始定位，offset是相对于文件开头的偏移量。例如，若执行file:seek("set", 5)，文件指针会被定位到文件开头后的第5个字节位置。
• "cur"：从当前位置开始定位，offset是相对于当前位置的偏移量。如果offset为正数，指针向后移动；如果为负数，指针向前移动。比如，当前文件指针在第10个字节位置，执行file:seek("cur", 3)后，指针会移动到第13个字节位置。
• "end"：从文件末尾开始定位，offset是相对于文件末尾的偏移量（偏移量为负数时表示向前移动）。例如，执行file:seek("end", -2)会将文件指针定位到文件末尾前2个字节的位置。

• offset参数默认为0。这个函数返回文件指针的新位置（以字节为单位），如果发生错误则返回nil。

2.3 示例演示

创建一个名为complete_model_test.lua的脚本文件，并在该文件中添加如下的内容。

-- complete_model_test.lua文件
-- 打开文件进行读写操作
local file, err = io.open("example.txt", "w+")

if not file then error("无法打开文件：" .. err) end

-- 写入几行数据
file:write("Line 1\n")
file:write("Line 2\n")
file:write("Line 3\n")

-- 将文件指针设置到文件头
file:seek("set", 0)

-- 逐行读取并打印文件内容
for line in file:lines() do
  print(line)
end

-- 关闭文件
file:close()

-- 以附加模式打开文件并写入数据
local appendFile = io.open("example.txt", "a")
appendFile:write("Line 4\n")
appendFile:close()

-- 重新打开文件并读取所有数据
local readFile = io.open("example.txt", "r")
local content = readFile:read("*a")
print(content)
readFile:close()

执行以上脚本代码，程序输出结果如下。

Line 1
Line 2
Line 3
Line 1
Line 2
Line 3
Line 4

3.总结

本文主要讲述了 Lua 语言中的文件 I/O 操作，包括简单模式和完全模式。

简单模式通过 io.open 打开文件，其 mode 有 r、w、a 等多种，分别对应只读、写入、追加等操作，还可组合 b 用于二进制。io.read 能按不同格式读取数据，如 *l 读一行。此外还有 io.input 等一系列函数用于设置输入输出、写入、关闭、刷新缓冲区、创建临时文件和检查文件类型等操作，适用于小型文件和配置文件读取等简单场景。

完全模式更为强大灵活，同样用 io.open 返回文件对象后可调用更多函数。file:write 写入数据，file:flush 刷新，file:close 关闭，file:setvbuf 可设置缓冲提升性能，io.lines 逐行读取返回迭代器。file:seek 可精确控制文件指针位置，通过 whence 指定参考点，offset 设偏移量。在示例中对 example.txt 进行了创建、写入、定位、读取和追加数据等操作，能满足如同时读取多个文件等复杂的文件处理需求，相比简单模式在高级操作上更具优势。