【2020Python修炼记14】Python语法入门—文件处理
【目录】
1、什么是文件
2、为何要用文件
3、如何使用文件
3.1 基本操作流程
3.1.1 基本流程
3.1.2 with上下文管理
3.1.3 指定字符编码
3.2 模式介绍
3.3 文件的操作模式
3.3.1 控制文件读写内容的模式
3.3.2 控制文件读写操作的模式
3.4 操作文件的其他方法
3.5主动控制文件内指针移动
3.6文件的修改
1、什么是文件
文件是操作系统提供给用户/应用程序操作硬盘的一种虚拟的概念/接口
==计算机三大层次结构==
用户/应用程序(open())
操作系统（文件）
计算机硬件（硬盘）
2、为何要用文件
==保存数据==
用户/应用程序 可以通过文件将数据永久保存的硬盘中 ，即操作文件就是操作硬盘
==读取数据==
用户/应用程序 直接操作的是文件，对文件进行的所有的操作，都是在向操作系统发送系统调用，然后再由操作将其转换成具体的硬盘操作
3、如何使用文件
3.1 基本操作流程
3.1.1 基本流程
=1=打开文件——文件句柄 ：open('文件路径', '模式')
=Windows路径分隔符问题
open('C:\a.txt\nb\c\d.txt') # 解决方案一：推荐（windows系统的路径是用 \ 间隔） open(r'C:\a.txt\nb\c\d.txt') # 解决方案二:（Linux系统的路径是用 / 间隔） open('C:/a.txt/nb/c/d.txt')
f=open(r'aaa/a.txt',mode='rt') # f的值是一种变量，占用的是应用程序的内存空间.
r 的作用是避免路径中出现的‘\n’被解释器识别为转义字符 # print(f) # x=int(10)
f=open('a.txt','r')的过程分析
#1、由应用程序向操作系统发起系统调用open(...)
#2、操作系统打开该文件，并返回一个文件句柄给应用程序
#3、应用程序将文件句柄赋值给变量f
=绝对路径和相对路径
https://www.cnblogs.com/bigorangecc/p/11179863.html
=2=操作文件：读/写文件—— res=f.read() res=f.write()
读/写文件，应用程序对文件的读写请求都是在向操作系统发送系统调用，然后由操作系统控制硬盘把输入读入内存、或者写入硬盘
res=f.read() print(type(res)) # print(res)
=3=关闭文件 —— f.close()
f.close() # 回收操作系统资源print(f)f.read() # 变量f存在，但是不能再读了del f # 回收应用程序资源
3.1.2 with上下文管理
=1= 作用一：为了防止遗漏 f.close()
# 文件对象又称为文件句柄 # with open('a.txt',mode='rt') as f1: # f1=open('a.txt',mode='rt') # res=f1.read() # print(res)
=2= 作用二：一次读取多个文件
with open('a.txt',mode='rt') as f1,\ # 一次输入有换行的代码—— \的作用是反义字符，本身换行了，再在文末加上反义字符 \,则表示上下两行是同一部分的内容 open('b.txt',mode='rt') as f2: res1=f1.read() res2=f2.read() print(res1) print(res2) # f1.close() # f2.close()
3.1.3 指定字符编码
强调：t 和 b不能单独使用，必须跟r/w/a连用
t文本（默认的模式）
1、读写都以str（unicode）为单位的
2、文本文件
3、必须指定encoding='utf-8'
# 没有指定encoding参数操作系统会使用自己默认的编码 # linux系统默认utf-8 # windows系统默认gbk with open('c.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f: res=f.read() # t模式会将f.read()读出的结果解码成unicode print(res,type(res)) # 内存：utf-8格式的二进制-----解码-----》unicode # 硬盘（c.txt内容：utf-8格式的二进制）
3.2 模式介绍
=1= 模式一：控制文件读写内容的模式—— t 和 b
强调：t 和 b 不能单独使用，必须跟r / w / a 连用
t 模式
1、读写都是以字符串（unicode）为单位
2、只能针对文本文件
3、必须指定字符编码，即必须指定encoding参数
b 模式（binary模式）
1、读写都是以字节bytes为单位
2、可以针对所有文件
3、一定不能指定字符编码，即一定不能指定encoding参数
总结：
1、在操作纯文本文件方面，t 模式帮我们省去了编码与解码的环节，b 模式则需要手动编码与解码，所以此时 t 模式 更为方便
2、针对非文本文件（如图片、视频、音频等）只能使用b模式
=2= 模式二：控制文本读写操作的模式—— r /w / a / +
r—只读模式
w—只写模式
a—只追加写模式
+—r+、w+、a+
x—只写模式
3.3 文件的操作模式
3.3.1 控制文件读写内容的模式
1、t 模式
t模式只能读文本文件
# 错误演示：t模式只能读文本文件 with open(r'爱情公寓.mp4',mode='rt') as f: f.read() # 硬盘的二进制读入内存-》t模式会将读入内存的内容进行decode解码操作
with open(r'd.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f: res=f.read() # utf-8的二进制->unicode print(res)
2、b 模式
2.1 读取图片
with open(r'test.jpg',mode='rb',encoding='utf-8') as f: res=f.read() # 硬盘的二进制读入内存—>b模式下，不做任何转换，直接读入内存 print(res) # bytes类型—》当成二进制 print(type(res))
2.2 读取文本文件
with open(r'd.txt',mode='rb') as f: res=f.read() # utf-8的二进制 print(res,type(res)) print(res.decode('utf-8'))
2.3 b模式下写入文件
with open(r'f.txt',mode='wb') as f: f.write('你好hello'.encode('utf-8')) f.write('哈哈哈'.encode('gbk'))
2.4 案例——改写文件copy工具
# 文件拷贝工具 src_file=input('源文件路径>>: ').strip() dst_file=input('源文件路径>>: ').strip() with open(r'{}'.format(src_file),mode='rb') as f1,\ open(r'{}'.format(dst_file),mode='wb') as f2: # res=f1.read() # 内存占用过大 # f2.write(res) for line in f1: #推荐使用 f2.write(line)
3、案例分析——r、b对比—循环读取文件
方式一：自己控制每次读取的数据的数据量 with open(r'test.jpg',mode='rb') as f: while True: res=f.read(1024) # 1024 if len(res) == 0: break print(len(res)) 方式二：以行为单位读，当一行内容过长时会导致一次性读入内容的数据量过大 with open(r'g.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f: for line in f: print(len(line),line) with open(r'g.txt',mode='rb') as f: for line in f: print(line) with open(r'test.jpg',mode='rb') as f: for line in f: print(line)
3.3.2 控制文件读写操作的模式——以 t 模式为基础进行内存操作
1、r（默认的操作模式）：只读模式，当文件不存在时报错，当文件存在时文件指针跳到开始位置
with open('c.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f: print('第一次读'.center(50,'*')) res=f.read() # 把所有内容从硬盘读入内存 print(res) with open('c.txt', mode='rt', encoding='utf-8') as f: print('第二次读'.center(50,'*')) res1=f.read() print(res1)
案例一 ：用户登入验证
用户登入验证：
inp_username=input('your name>>: ').strip() inp_password=input('your password>>: ').strip() # 验证 with open('user.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f: for line in f: # print(line,end='') # egon:123\n username,password=line.strip().split(':') if inp_username == username and inp_password == password: print('login successfull') break else: print('账号或密码错误')
2、w：只写模式，当文件不存在时会创建空文件，当文件存在会清空文件，指针位于开始位置
with open('d.txt',mode='wt',encoding='utf-8') as f: f.read() # 报错，不可读 f.write('擦勒\n') 强调1： 在以w模式打开文件没有关闭的情况下，连续写入，新的内容总是跟在旧的之后
with open('d.txt',mode='wt',encoding='utf-8') as f: f.write('你好1\n') f.write('你好2\n') f.write('你好3\n') 强调2： 如果重新以w模式打开文件，则会清空文件内容 with open('d.txt',mode='wt',encoding='utf-8') as f: f.write('你好1\n') with open('d.txt',mode='wt',encoding='utf-8') as f: f.write('你好2\n') with open('d.txt',mode='wt',encoding='utf-8') as f: f.write('你好3\n')
案例二 ：w模式用来创建全新的文件——文本文件的copy工具
文本文件的copy工具
src_file=input('源文件路径>>: ').strip() dst_file=input('源文件路径>>: ').strip() with open(r'{}'.format(src_file),mode='rt',encoding='utf-8') as f1,\ open(r'{}'.format(dst_file),mode='wt',encoding='utf-8') as f2: res=f1.read() f2.write(res)
3、a：只追加写，在文件不存在时会创建空文档，在文件存在时文件指针会直接调到末尾
with open('e.txt',mode='at',encoding='utf-8') as f: # f.read() # 报错，不能读 f.write('擦嘞1\n') f.write('擦嘞2\n') f.write('擦嘞3\n') 强调 w 模式与 a 模式的异同： 1 相同点：在打开的文件不关闭的情况下，连续的写入，新写的内容总会跟在前写的内容之后 2 不同点：以 a 模式重新打开文件，不会清空原文件内容，会将文件指针直接移动到文件末尾，新写的内容永远写在最后
案例三：a模式用来在原有的文件内存的基础之上写入新的内容，比如记录日志、注册
注册功能 name=input('your name>>: ') pwd=input('your code>>: ') with open('db.txt',mode='at',encoding='utf-8') as f: f.write('{}:{}\n'.format(name,pwd))
4、了解：
+不能单独使用，必须配合r、w、a
with open('g.txt',mode='r+t',encoding='utf-8') as f: # print(f.read()) f.write('中国') with open('g.txt',mode='w+t',encoding='utf-8') as f: f.write('111\n') f.write('222\n') f.write('333\n') print('====>',f.read()) with open('g.txt',mode='a+t',encoding='utf-8') as f: print(f.read()) f.write('444\n') f.write('5555\n') print(f.read())
x，只写模式【不可读；不存在则创建，存在则报错】，x+【写读--可读，可写】，xb
with open('a.txt',mode='x',encoding='utf-8') as f: pass with open('c.txt',mode='x',encoding='utf-8') as f: f.read() with open('d.txt',mode='x',encoding='utf-8') as f: f.write('哈哈哈\n')
3.4 文件操作的其他方法
=1= 读相关操作
f.read() # 读取所有内容,执行完该操作后，文件指针会移动到文件末尾
f.readline() # 读取一行内容,光标移动到第二行首部
f.readlines() # 读取每一行内容,存放于列表中
=1、readline() —— 一次读一行
with open(r'g.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f: # res2=f.readline() # print(res2) while True: #也可以用while实现 line=f.readline() if len(line) == 0: break print(line)
=2、readlines()
with open(r'g.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f: res=f.readlines() print(res)
# 强调：
f.read() 与 f.readlines()都是将内容一次性读入内存，如果内容过大会导致内存溢出，若还想将内容全读入内存，则必须分多次读入，有两种实现方式：
（同-循环读取文件）
# 方式一 with open('a.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f: for line in f: print(line) # 同一时刻只读入一行内容到内存中 # 方式二 with open('1.mp4',mode='rb') as f: while True: data=f.read(1024) # 同一时刻只读入1024个Bytes到内存中 if len(data) == 0: break print(data)
=2= 写相关操作
f.write('1111\n222\n') # 针对文本模式的写,需要自己写换行符
f.write('1111\n222\n'.encode('utf-8')) # 针对b模式的写,需要自己写换行符，且指定编码格式
f.writelines(['333\n','444\n']) # 文件模式
f.writelines([bytes('333\n',encoding='utf-8'),'444\n'.encode('utf-8')]) #b模式
=1、f.writelines()：
with open('h.txt',mode='wt',encoding='utf-8') as f: # f.write('1111\n222\n3333\n') # l=['11111\n','2222','3333',4444] l=['11111\n','2222','3333'] # for line in l: # f.write(line) f.writelines(l)
with open('h.txt', mode='wb') as f: # l = [ # '1111aaa1\n'.encode('utf-8'), # '222bb2'.encode('utf-8'), # '33eee33'.encode('utf-8') # ] # 补充1：如果是纯英文字符，可以直接加前缀b得到bytes类型 # l = [ # b'1111aaa1\n', # b'222bb2', # b'33eee33' # ] # 补充2：'上'.encode('utf-8') 等同于bytes('上',encoding='utf-8') l = [ bytes('上啊',encoding='utf-8'), bytes('冲呀',encoding='utf-8'), bytes('小超人们',encoding='utf-8'), ] f.writelines(l)
=2、 flush() ，强制写入数据
with open('h.txt', mode='wt',encoding='utf-8') as f: f.write('哈') # f.flush()
=3、了解
f.readable() # 文件是否可读
f.writable() # 文件是否可写
f.closed # 文件是否关闭
f.encoding # 如果文件打开模式为b,则没有该属性
f.flush() # 立刻将文件内容从内存刷到硬盘，即强制写入硬盘
f.name
with open('h.txt', mode='wt',encoding='utf-8') as f: print(f.readable()) print(f.writable()) print(f.encoding) print(f.name) print(f.closed)
3.5 主动控制文件内指针移动
=1= 指针移动的单位都是以bytes/字节为单位，
只有一种情况特殊：
t 模式下的read(n), n代表的是字符个数
with open('a.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f: data=f.read(3) # 读取3个字符 with open('a.txt',mode='rb') as f: data=f.read(3) # 读取3个Bytes
=2= f.seek(指针移动的字节数,模式控制)
# 之前文件内指针的移动都是由 读/写操作 而被动触发的，
若想读取文件某一特定位置的数据，则需要用f.seek()方法 主动控制文件内指针的移动。
详细用法如下：
# f.seek(指针移动的字节数,模式控制):
# 模式控制:
# 0: 默认的模式,该模式代表指针移动的字节数是以文件开头为参照的
# 1: 该模式代表指针移动的字节数是以当前所在的位置为参照的
# 2: 该模式代表指针移动的字节数是以文件末尾的位置为参照的
# 强调:其中0模式可以在t模式或者b模式使用,而1跟2模式只能在b模式下用
模式： 0模式：参照物是文件开头位置 f.seek(9,0) f.seek(3,0) # 指针停在索引3的位置 1模式：参照物是当前指针所在位置 f.seek(9,1) f.seek(3,1) # 12 2模式：参照物是文件末尾位置，应该倒着移动 f.seek(-9,2) # 3 f.seek(-3,2) # 9
=3= f.tell() # 获取文件指针当前位置
示范 with open('aaa.txt',mode='rb') as f: f.seek(9,0) f.seek(3,0) # 3 # print(f.tell()) f.seek(4,0) res=f.read() print(res.decode('utf-8')) with open('aaa.txt',mode='rb') as f: f.seek(9,1) f.seek(3,1) # 12 print(f.tell()) with open('aaa.txt',mode='rb') as f: f.seek(-9,2) # print(f.tell()) f.seek(-3,2) # print(f.tell()) print(f.read().decode('utf-8'))
3.6 文件的修改
# 文件a.txt内容如下 张一蛋 山东 179 49 12344234523 李二蛋 河北 163 57 13913453521 王全蛋 山西 153 62 18651433422 # 执行操作 with open('a.txt',mode='r+t',encoding='utf-8') as f: f.seek(9) f.write('<妇女主任>') # 文件修改后的内容如下 张一蛋<妇女主任> 179 49 12344234523 李二蛋 河北 163 57 13913453521 王全蛋 山西 153 62 18651433422 # 强调： # 1、硬盘空间是无法修改的,硬盘中数据的更新都是用新内容覆盖旧内容 # 2、内存中的数据是可以修改的
文件对应的是硬盘空间,硬盘不能修改对应着文件本质也不能修改, 那我们看到文件的内容可以修改,是如何实现的呢?
大致的思路是: 将硬盘中文件内容读入内存,然后在内存中修改完毕后再覆盖回硬盘
具体的实现方式分为两种:
=1= 文件修改方式一
# 实现思路：将文件内容发一次性全部读入内存,然后在内存中修改完毕后再覆盖写回原文件
# 优点: 在文件修改过程中同一份数据只有一份
# 缺点: 会过多地占用内存一般是文本编辑器使用的文件修改方式
with open('db.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f: data=f.read() with open('db.txt',mode='wt',encoding='utf-8') as f: f.write(data.replace('kevin','SB'))
=2= 文件修改方式二
# 实现思路：以读的方式打开原文件,以写的方式打开一个临时文件,一行行读取原文件内容,修改完后写入临时文件...,
删掉原文件,将临时文件重命名原文件名
# 优点: 不会占用过多的内存
# 缺点: 在文件修改过程中同一份数据存了两份多用于程序里的文件修改
import os with open('db.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as read_f,\ open('.db.txt.swap',mode='wt',encoding='utf-8') as wrife_f: #.db.txt.swap 是Linux系统的命名规则，‘.’开头是隐藏文件 for line in read_f: wrife_f.write(line.replace('SB','kevin')) os.remove('db.txt') # 删除原文件 os.rename('.db.txt.swap','db.txt') #将新文件重命名为原文件名
参考资料：
https://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/5984922.html
https://zhuanlan.zhihu.com/p/108808704
🐱不负韶华，只争朝夕🍚
