苦练Python第67天：光速读取任意行，linecache模块解锁文件处理新姿势

前言

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今天咱们把 Python 自带的“光速行读取器”—— linecache 模块，从开箱到实战一次性讲透。

一、为什么需要 linecache？

• 秒级随意读任意行：再也不用 for i, line in enumerate(f) 数行号。
• 内存缓存机制：同一个文件多次读取，只加载一次。
• 源码级调试神器：traceback、pdb 都在用它。
• 零依赖：官方出品，随 Python 一起安装。

linecache 常用 API 一览表

二、30 秒完成首行读取

1# demo_getline.py
2import linecache
3
4# 先造个测试文件
5with open("poem.txt", "w", encoding="utf-8") as f:
6    f.write("白日依山尽\n黄河入海流\n欲穷千里目\n更上一层楼\n")
7
8line = linecache.getline("poem.txt", 2)
9print("第2行内容：", repr(line))
10

运行效果：

1第2行内容： '黄河入海流\n'
2

三、读取不存在的行会怎样？

1# demo_out_of_range.py
2import linecache
3
4# 文件只有4行，读第10行
5line = linecache.getline("poem.txt", 10)
6print("第10行内容：", repr(line))
7print("内容长度：", len(line))
8

运行效果：

1第10行内容： ''
2内容长度： 0
3

四、缓存机制验证：读同一文件十万次

1# demo_cache.py
2import linecache
3import time
4
5def read_100k():
6    start = time.perf_counter()
7    for _ in range(100000):
8        linecache.getline("poem.txt", 3)
9    cost = time.perf_counter() - start
10    print("10万次读取耗时：{:.4f}s".format(cost))
11
12read_100k()
13

运行效果（示例，因机器差异浮动）：

110万次读取耗时：0.0362s
2

五、清空缓存再测速度

1# demo_clear.py
2import linecache
3import time
4
5linecache.clearcache()  # 清空缓存
6
7start = time.perf_counter()
8for _ in range(1000):
9    linecache.getline("poem.txt", 3)
10cost = time.perf_counter() - start
11print("清空缓存后1000次读取耗时：{:.4f}s".format(cost))
12

运行效果：

1清空缓存后1000次读取耗时：0.0012s
2

六、文件更新后如何刷新缓存？

1# demo_checkcache.py
2import linecache
3import time
4
5# 首次读取
6print("原第1行：", repr(linecache.getline("poem.txt", 1)))
7
8# 模拟文件被外部修改
9with open("poem.txt", "w", encoding="utf-8") as f:
10    f.write("新内容覆盖第一行\n")
11
12# 无 checkcache，读到的仍是旧缓存
13print("未刷新缓存时：", repr(linecache.getline("poem.txt", 1)))
14
15# 刷新缓存
16linecache.checkcache("poem.txt")
17print("已刷新缓存时：", repr(linecache.getline("poem.txt", 1)))
18

运行效果：

1原第1行： '白日依山尽\n'
2未刷新缓存时： '白日依山尽\n'
3已刷新缓存时： '新内容覆盖第一行\n'
4

七、读取超大文件第 1 万行

1# demo_bigfile.py
2import linecache
3import os
4
5big = "big.txt"
6# 生成 1 万行
7with open(big, "w") as f:
8    for i in range(10000):
9        f.write(f"line {i+1}\n")
10
11line = linecache.getline(big, 10000)
12print("第10000行：", repr(line))
13

运行效果：

1第10000行： 'line 10000\n'
2

八、读取源码：查看 linecache模块 自己的第 42 行

1# demo_inspect.py
2import linecache
3import linecache as lc  # 模块本身也是文件
4
5line42 = lc.getline(lc.__file__, 42)
6print("linecache.py 第42行：", repr(line42))
7

运行效果（不同版本略有差异，此为Python 3.13.3）：

1linecache.py 第42行： '        return updatecache(filename, module_globals)\n'
2

九、一行代码实现简易 grep

1# demo_grep.py
2import linecache
3import sys
4import os
5
6def grep(filename, keyword):
7    if not os.path.isfile(filename):
8        print("文件不存在")
9        return
10    lineno = 1
11    while True:
12        line = linecache.getline(filename, lineno)
13        if not line:
14            break
15        if keyword in line:
16            print(f"{lineno}:{line.rstrip()}")
17        lineno += 1
18
19# 测试
20with open("log.txt", "w") as f:
21    f.write("INFO start\nDEBUG config\nINFO end\n")
22
23grep("log.txt", "INFO")
24

运行效果：

11:INFO start
23:INFO end
3

十、完整实战：日志行级随机抽查器

功能：随机抽查 5 行日志，显示行号与内容。

1# log_sampler.py
2import linecache
3import random
4import os
5
6logfile = "server.log"
7# 生成模拟日志
8with open(logfile, "w") as f:
9    for i in range(1, 2001):
10        f.write(f"[{i}] 200 GET /api/data/{i}\n")
11
12total_lines = sum(1 for _ in open(logfile, "rb"))
13sample = random.sample(range(1, total_lines + 1), 5)
14
15print("随机抽查的5行：")
16for no in sample:
17    print(f"{no:04d}: {linecache.getline(logfile, no).rstrip()}")
18

运行效果（示例）：

1随机抽查的5行：
20187: [0187] 200 GET /api/data/187
30999: [0999] 200 GET /api/data/999
41234: [1234] 200 GET /api/data/1234
50003: [0003] 200 GET /api/data/3
61500: [1500] 200 GET /api/data/1500
7

小结

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