文件处理

Python-09

@(Python)

文件处理

一、什么是文件

• 文件是操作系统为用户或应用程序，提供的一个读写硬盘的虚拟单位，文件可以是文本文件、视频、音频、图片等形式
• 对文件的读写操作，其实就是对操作系统发起请求，然后由操作系统控制硬盘来读写

二、 为什么要有文件

• 计算机和人，有永久保存和使用数据的需求，文件可以永久保存在磁盘中，并且可被临时存储到内存

三、文件的基本操作

1. 打开文件

• 打开文件的语法：open(r'文件路径')
• r（rawstring ）：原生字符串，表示后面出现的都是原生字符，没有其他特殊意义，也可以使用\单个转义
• f=open(r'文件路径')，将open(r'文件路径')赋值，此时是占用了应用程序的资源

2. 操作文件（读或写）

• data=f.read()表示向操作系统发起打开文件请求，要求打开文件（文件操作会占用操作系统和应用程序的资源）
• 读写的操作会被操作系统转成具体的硬盘操作，将文件由硬盘读入内存

3. 关闭文件

• f.close()表示关闭文件，回收占用操作系统的资源，关闭的是f的值在操作系统的资源，本身的值还在应用程序的内存中
• 不要使用del删除变量的绑定关系，虽然能删除绑定关系，但是这个打开的文件，还会占用操作系统的资源，需要等待一定时间才能被回收，如果这样的文件过多，就会导致占用大量的资源

4. 总结

• 文件的基本操作就是，打开文件---操作文件---关闭文件，这三个步骤

f=open(r'a.py')   # 打开文件
data=f.read()     # 操作文件
print(data)
f.close()         # 关闭文件

四、文件的打开格式和模式

1. 读写文件内容有两种格式：

① t格式

• t格式：text文本文件，默认的内容格式就是t，t表示字符串（因此，内容要加引号）
• t以字符串为单位操作文件内容，t模式下写必须是字符串
• 只要是t模式就不要忘记字符编码；t模式必须以字符串模式读写

② b格式

• b格式：bytes二进制文件
• b以bytes为单位操作文件内容

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注意：t和b这两种格式均不能单独使用，都需要与r、w、a配合使用

2. 操作文件的三种基础模式

操作文件的三种基础模式：r、w、a

3. t文本文件格式+r w a模式

① r模式+t格式

• r：只读模式，默认的打开模式（只能读不能写），即默认为rt模式，t可以省略（只读的文本文件）
• r+t模式将文件内容读出来，全部转化为字符串格式
• 当文件不存在时，运行文件会报错
• 当文件存在时，会将文件指针移动到开头

• 语法：f=open(r'a.py',mode='rt',encoding='utf-8')
• mode指定打开模式；encoding表示告诉操作系统使用什么字符编码
• 这一步是告诉操作系统准备好使用什么打开模式和字符编码

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(1) 命令1：打开文件.read()

• f.read()表示将这个文件内容读出来，但是仅限于小文件，如果文件太大占用大量内存资源，导致卡死

(2) 命令2：打开文件.readline()

• f.readline()表示一次读一行

说明：end=''表示不换行？？？

(3) 命令3：打开文件.readlines()

• f.readlines()将内容全读出来，并且以列表的形式呈现

(4) 命令4：打开文件.readable()

• f.readable()用于判断文件是否为r只读模式

② w模式+t格式

• w：只写模式，即只能写，不能读
• 当文件不存在时，会创建一个空文件，并写入内容
• 当文件存在时，会清空文件内容，再写入内容
• 语法：f=open(r'a.txt',mode='wt',encoding='utf-8')
• 只有文本文件，才有字符编码的概念，b二进制格式下不写encoding字符编码

(1) 命令1：打开的文件.write(要写的字符串内容)

• 一次一行写入内容，\n表示换行

f=open(r'a.py',mode='wt',encoding='utf-8')
f.write('第一行\n')
f.write('第二行\n')
f.close()

(2) 命令2：打开的文件.writelines(['a','b\n','c'])

• 一次写入多行内容，相当于使用for循环调用write

f=open(r'a.py',mode='wt',encoding='utf-8')
f.writelines(['第一行\n','222\n','333\n','4444\n'])
f.close()

③ a模式+t格式

• a只追加写模式，即只能写，不能读，不同于w的是，a为追加
• 当文件不存在时，会创建一个空文件
• 当文件存在时，会将指针移动到文件末尾，追加写入内容
• a模式一般用于写日志，追加文件

f=open(r'a.py',mode='at',encoding='utf-8')
f.writelines(['111\n','222\n','333\n'])
f.close()

3. b二进制格式+r w a模式

• b是通用模式，所有文件都是二进制文件，读什么文件都可以，读出的都是二进制
• b模式必须以二进制模式读写，不能指定字符编码

① r模式+b格式

• 使用二进制模式读取图片

p=open(r'p.jpg',mode='rb')
for line in p:
    print(line)
p.close()   # 关闭文件

• 使用二进制模式拷贝小文件
• 拷贝文件就是将文件的二进制读出来，再将二进制写入到指定文件，f.read适合小文件

# 使用二进制读取图片的二进制
f=open('p.jpg',mode='rb')
data=f.read()
f.close()

# 将图片的二进制写入目录下
p=open(r'K:\tu.jpg',mode='bw')
p.write(data)
f.close()

• 使用二进制模式拷贝大文件，就不适合用read了
• 循环读：大文件就需要for循环读，同一时间，在内存中只有一行，不占用过多内存空间

read_vedio=open(r'01 操作系统.mp4',mode='rb')   # 准备读出二进制（打开文件）
write_vedio=open(r'K:\vedio.mp4',mode='ab')     # 准备写入二进制（打开文件）
for line in read_vedio:    # 使用for将读出的二进制，一行一行的写入line（操作文件）
    write_vedio.write(line)
read_vedio.close()   #  关闭文件
write_vedio.close()  #  关闭文件

② w模式+b格式

将字符串要编译成二进制，才能写

f=open(r'a.py',mode='wb')
f.write('写入二进制'.encode('utf-8'))
f.close()

③ a模式+b格式

f=open(r'a.py',mode='ab')
f.write('11111,222222'.encode('utf-8'))
f.close()

4. +模式

① r+t可读可写

② w+t可读可写

③ a+r可读可写，追加写

④ r+b可读可写

⑤ w+b可读可写

⑥ a+b可读可写，追加写

五、上下文管理

• with用来管理close，适合需要打开多个文件时

• 当打开的文件过多时，打开文件 可以使用\进行换行

with open(r'a.py',mode='rt',encoding='utf-8') as f:
相当于：
f=open(r'a.py',mode='rt',encoding='utf-8')

with open(r'a.py',mode='rt',encoding='utf-8') as f:
    data=f.read.()   # 书写具体操作
    # 不用再考虑输入f.close()，with会自动调用close关闭

可以同时输入多个打开文件，并且可以用\换行（让代码更清晰，提升可读性）

进制解码为字符串类型，更简单方法：

with open(r'a.py',mode='rb') as f,open(r'a.txt',mode='wb') as p:
    data=f.read()
    p.write(data)

六、文件指针

1. seek文件指针的移动

• 语法格式：f.seek(offset,whence)
• f.seek(指针移动几个字节,参照物（0 1 2）)
• offset表示文件指针的偏移量，移动指针以bytes（字节）为单位
• whence表示参照物，有三个参数
• 0：参照文件的开头，t和b格式下都能用，t格式只能用0参数
• 1：参照当前文件指针所在位置，只能在b格式下使用
• 2：参照文件的末尾，只能在b格式下使用

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• f.seek(3,0)解释：
• 0表示默参照物是文件的开头
• 3表示指针向右移动3bytes（字节）的位置的指针

• f.seek(-3,2)解释：
• 2表示参照文件末尾
• -3表示指针倒着移动（向左移动）

• f.seek(0,2)：表示快速移动到文件末尾
• 2模式应该使用负数，用正数没有意义

说明：f.seek(3,0)的3表示3个bytes，一个中文字符在utf-8中占3bytes，如果移动指针小于3bytes就会报错

说明：a.txt的内容为：锤子科技坚果手机

① t模式下read(n)的使用

说明：只有在t模式下的read(n)的n表示的是字符串个数，除此之外，但凡涉及到文件指针的操作都是以字节为单位的

② truncate(n)的使用

说明：truncate(n)截取文件，n字节，参照物固定，以文件开头为参照物，写操作，必须为读写模式，这个文件的截取是对文件的实质修改，截取的部分会被保存在文件中

with open(r'a.txt',mode='r+b') as f:
    f.truncate(6)    # 表示只截取前6个字节

2. tell统计文件指针的位置

tell统计的是指针从文件开头，到当前指针所在位置，字节的个数，即指针现在在第几个字节

with open(r'a.txt',mode='rb') as f:
    f.readline()     # 读出一行，指针移动到最后
    print(f.tell())  # 统计从开头到当前指针位置的bytes
    f.seek(6,1)
    print(f.readline().decode('utf-8'))
    print(f.tell())

3. 文件内容的修改

• 在磁盘上没有修改，只有覆盖
• 文件在磁盘上都是用新内容覆盖旧内容，没有修改这一说 但是内存中的数据可以修改，因此，可以在内存中修改后，再覆盖到磁盘

① 修改文件内容的方式一

• 先将原文件内容一次性全部读到内存，然后修改完毕后，再覆盖写回原文件
• 优点：在修改期间，文件内容只有一份
• 缺点：当文件过大时，会占用过多的内存

# 读出文件，并且替换
with open(r'a.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f:
    file01=f.read()
    file02=file01.replace('锤子','Smartian')
# 写入文件覆盖
with open(r'a.txt',mode='wt',encoding='utf-8') as f1:
    f1.write(file02)

② 修改文件内容的方式二：

• 以读的方式打开原文件，以写的方法打开新文件
• 从原文件中循环读取每一行内容，修改后写入新文件
• 先删除原文件，再将新文件重新命名为原文件的名字
• 优点：同一时刻只有一行内容存在内存中
• 缺点：在修改期间，文件内容始终存在两份，但修改完毕后会只留一份

import os   # os是一个功能的集合体
with open(r'a.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f,\
        open(r'a.txt.swap',mode='wt',encoding='utf-8') as f1:  # 新文件
    for line in f:
        file=line.replace('锤子','Smartian')
        f1.write(file)
os.remove('a.txt')   # 删除老文件
os.rename('a.txt.swap','a.txt')   # 将新文件重命名为旧文件名

• os.remove('路径')

• os.rename('源文件','目标文件')

来源：https://www.cnblogs.com/itone/p/9443606.html