第九篇 Python之文件操作

　　Python内置了一个open()方法，用于对文件进行读写操作。使用open()方法操作文件就像把大象塞进冰箱一样，可以分三步走，一是打开文件，二是操作文件，三是关闭文件。

　　open()方法的返回值是一个file对象，可以将它赋值给一个变量（文件句柄）。其基本语法格式为:

f = open(filename, mode)

　　PS：Python中，所有具有read和write方法的对象，都可以归类为file类型。而所有的file类型对象都可以使用open方法打开，close方法结束和被with上下文管理器管理。这是Python的设计哲学之一。

• filename：一个包含了你要访问的文件名称的字符串值，通常是一个文件路径。
• mode：打开文件的模式，有很多种，默认是只读方式rt。

一个简单的例子：

# 打开一个文件
f = open("/tmp/foo.txt", "w")
f.write("Python 是一种非常好的语言。\n我喜欢Python!!\n")
# 关闭打开的文件
f.close()

说明：

Python中路径书写的三种方式：1.\\  2.r'\' 3. '/'（推荐）。

1.1打开模式

模式	操作	说明
r	只读	默认模式，如果文件不存在就报错，存在就正常读取。
w	只写	如果文件不存在，新建文件然后写入；如果存在，先清空文件内容，再写入。
a	追加	如果文件不存在，新建文件，然后写入；如果存在，在文件的最后追加写入。
x	新建	如果文件存在则报错，如果不存在就新建文件，然后写入内容，比w模式更安全。
b	二进制模式	比如rb、wb、ab，以bytes类型操作数据，可以用来操作非文本文件。
+	读写模式	比如r+、w+、a+

1.2b模式

二进制模式，通常用来读取图片、视频等二进制文件。注意，它在读写的时候是以bytes类型读写的，因此获得的是一个bytes对象而不是字符串。在这个读写过程中，需要自己指定编码格式。在使用带b的模式时一定要注意传入的数据类型，确保为bytes类型。

s = 'this is a test'
b = bytes(s,encoding='utf-8')

f = open('test.txt','w')
f.write(s)

##这样没问题，正常写入了文件。

##-------------------------------------------------
s = 'this is a test'
b = bytes(s,encoding='utf-8')

f = open('test.txt','wb')    ##注意多了个b
f.write(s)

##报错
TypeError: a bytes-like object is required, not 'str'
##意思是它需要一个bytes类型数据，你却给了个字符串

##---------------------------------------------------
s = 'this is a test'
b = bytes(s,encoding='utf-8')

f = open('test.txt','wb')    ##注意多了个b
f.write(b)                        ##将变量b传给它，b是个bytes类型

1.3+ 模式（用的不多）

• 对于w+模式，可读，可写，文件不存在先创建，会覆盖，在读写之前都会清空文件的内容，建议不要使用！
• 对于a+模式，可读、可写，文件不存在先创建，不会覆盖，追加在末尾，永远只能在文件的末尾写入，有局限性，建议不要使用！
• 对于r+模式，可读、可写，文件不存在也会报错，写操作时会覆盖，配合seek()和tell()方法，可以实现更多操作。

1.4编码问题

要读取非UTF-8编码的文件，需要给open()函数传入encoding参数，例如，读取GBK编码的文件：

>>> f = open('gbk.txt', 'r', encoding='gbk')
>>> f.read()
'GBK'

遇到有些编码不规范的文件，可能会抛出UnicodeDecodeError异常，这表示在文件中可能夹杂了一些非法编码的字符。遇到这种情况，可以提供errors参数，表示如果遇到编码错误后如何处理。

>>> f = open('gbk.txt', 'r', encoding='gbk', errors='ignore')

1.5文件对象操作

每当我们用open方法打开一个文件时，将返回一个文件对象。这个对象内置了很多操作方法。下面假设，已经打开了一个f文件对象。

1. 5.1f.read(size)

读取一定大小的数据, 然后作为字符串或字节对象返回。size是一个可选的数字类型的参数，用于指定读取的数据量。当size被忽略了或者为负值，那么该文件的所有内容都将被读取并且返回。

f = open("1.txt", "r")

str = f.read()
print(str)

f.close()

如果文件体积较大，请不要使用read()方法一次性读入内存，而是read(512)这种一点一点的读。

1.5.2.f.readline()

从文件中读取一行内容。换行符为'\n'。如果返回一个空字符串，说明已经已经读取到最后一行。这种方法，通常是读一行，处理一行，并且不能回头，只能前进，读过的行不能再读了。

f = open("1.txt", "r")
str = f.readline()
print(str)
f.close()

1.5.3f.readlines()

将文件中所有的行，一行一行全部读入一个列表内，按顺序一个一个作为列表的元素，并返回这个列表。readlines方法会一次性将文件全部读入内存，所以也存在一定的风险。但是它有个好处，每行都保存在列表里，可以随意存取。

f = open("1.txt", "r")
a = f.readlines()
print(a)
f.close()

1.5.4遍历文件

实际上，更多的时候，我们将文件对象作为一个迭代器来使用。

# 打开一个文件
f = open("1.txt", "r")

for line in f:
    print(line, end='')

# 关闭打开的文件
f.close()

这个方法很简单, 不需要将文件一次性读出，但是同样没有提供一个很好的控制，与readline方法一样只能前进，不能回退。

几种不同的读取和遍历文件的方法比较：如果文件很小，read()一次性读取最方便；如果不能确定文件大小，反复调用read(size)比较保险；如果是配置文件，调用readlines()最方便。普通情况，使用for循环更好，速度更快。

1.5.5f.write()

将字符串或bytes类型的数据写入文件内。write()动作可以多次重复进行，其实都是在内存中的操作，并不会立刻写回硬盘，直到执行close()方法后，才会将所有的写入操作反映到硬盘上。在这过程中，如果想将内存中的修改，立刻保存到硬盘上，可以使用f.flush()方法，但这可能造成数据的不一致。

# 打开一个文件
f = open("/tmp/foo.txt", "w")

f.write("Python 是一种非常好的语言。\n我喜欢Python!!\n")

# 关闭打开的文件
f.close()

1.5.6f.tell()

返回文件读写指针当前所处的位置,它是从文件开头开始算起的字节数。一定要注意了，是字节数，不是字符数。

1.5.7f.seek()

如果要改变位置指针的位置, 可以使用f.seek(offset, from_what)方法。seek()经常和tell()方法配合使用。

• from_what的值，如果是0表示从文件开头计算，如果是1表示从文件读写指针的当前位置开始计算，2表示从文件的结尾开始计算，默认为0。
• offset：表示偏移量。
• seek(x,0) ： 从起始位置即文件首行首字符开始移动 x 个字符
• seek(x,1) ： 表示从当前位置往后移动x个字符
• seek(-x,2)：表示从文件的结尾往前移动x个字符

看一个例子：

>>> f = open("d:\\1.txt", "rb+")
>>> f.write(b"1232312adsfalafds")
17
>>> f.tell()
17
>>> f.seek(5)
5
>>> f.read(1)
b'1'
>>> f.seek(-3, 2)
14
>>> f.read(1)
b'f'

1.5.8f.close()

关闭文件对象。当处理完一个文件后，调用f.close()来关闭文件并释放系统的资源。文件关闭后，如果尝试再次调用该文件对象，则会抛出异常。忘记调用close()的后果是数据可能只写了一部分到磁盘，剩下的丢失了，或者更糟糕的结果。也就是说大象塞进冰箱后，一定不要忘记关上冰箱的门。

1.6文件拷贝

输入文件的名字，然后程序自动完成对文件进行备份。

import os
file_name = input('请输入一个文件路径：')  # sss.txt==> sss.bak.txt

if os.path.isfile(file_name):  # 判断是否是文件
    # 打开旧文件
    old_file = open(file_name, encoding='utf8')

    # sss.txt ==> sss.bak.txt
    # 'sss' + 'bak' + 'txt'
    # names = file_name.rpartition('.')  # ('sss', '.', 'txt')
    # new_file_name = names[0] + '.bak.' + names[2]
   
    names = os.path.splitext(file_name)  # ('xxx', '.txt')
    new_file_name = names[0] + '.bak' + names[1]
    new_file_name = 'test.txt'
    new_file = open(new_file_name, 'w', encoding='utf8')  # 打开一个新的文件用于写入

    # 把旧文件的数据读取出来写到新文件
    new_file.write(old_file.read())


    new_file.close()
    old_file.close()
else:
    print('您输入的文件不存在')

优化：

import os
file_name = input('请输入一个文件路径：') 
if os.path.isfile(file_name):  
    old_file = open(file_name, 'rb')
    names = os.path.splitext(file_name)  

    new_file_name = names[0] + '.bak' + names[1]
    new_file = open(new_file_name, 'wb') 
    
    while True:
        content = old_file.read(1024)    # 读取出来的内容是二进制 
        new_file.write(content)
        if not content:
            break

    new_file.close()
    old_file.close()
else:
    print('您输入的文件不存在')

1.7with关键字

with关键字用于Python的上下文管理器机制。为了防止诸如open这一类文件打开方法在操作过程出现异常或错误，或者最后忘了执行close方法，文件非正常关闭等可能导致文件泄露、破坏的问题。Python提供了with这个上下文管理器机制，保证文件会被正常关闭。在它的管理下，不需要再写close语句。注意缩进。

with open('test.txt', 'w') as f:
    f.write('Hello, world!')

with支持同时打开多个文件：

with open('log1') as obj1, open('log2','w') as obj2:
    s=obj1.read()
    obj2.write(s)