Python文件操作

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文件

目标

文件的概念
文件的基本操作
文件/文件夹的常用操作
文本文件的编码方式

01. 文件的概念

1.1 文件的概念和作用

计算机的文件，就是存储在某种 长期储存设备 上的一段数据
长期存储设备包括：硬盘、U 盘、移动硬盘、光盘...

文件的作用

将数据长期保存下来，在需要的时候使用

1.2 文件的存储方式

在计算机中，文件是以 二进制 的方式保存在磁盘上的

文本文件和二进制文件

文本文件

可以使用 文本编辑软件 查看
本质上还是二进制文件
例如：python 的源程序

二进制文件
- 保存的内容不是给人直接阅读的，而是 提供给其他软件使用的
- 例如：图片文件、音频文件、视频文件等等
- 二进制文件不能使用 文本编辑软件 查看
02. 文件的基本操作

2.1 操作文件的套路

在 计算机 中要操作文件的套路非常固定，一共包含三个步骤：
1. 打开文件
2. 读、写文件
- 读将文件内容读入内存
- 写将内存内容写入文件
关闭文件
2.2 操作文件的函数/方法
- 在 Python 中要操作文件需要记住 1 个函数和 3 个方法
- open 函数负责打开文件，并且返回文件对象
- read/write/close 三个方法都需要通过 文件对象 来调用
2.3 read 方法 —— 读取文件
- open 函数的第一个参数是要打开的文件名（文件名区分大小写）
- 如果文件存在，返回 文件操作对象
- 如果文件 不存在，会 抛出异常
read 方法可以一次性读入并返回文件的 所有内容
close 方法负责 关闭文件
- 如果 忘记关闭文件，会造成系统资源消耗，而且会影响到后续对文件的访问
注意：read 方法执行后，会把 文件指针 移动到 文件的末尾
```
# 1. 打开 - 文件名需要注意大小写
file = open("README")

# 2. 读取
text = file.read()
print(text)

# 3. 关闭
file.close()
```
提示
- 在开发中，通常会先编写打开和关闭的代码，再编写中间针对文件的 读/写 操作！
文件指针（知道）
- 文件指针 标记 从哪个位置开始读取数据
- 第一次打开 文件时，通常 文件指针会指向文件的开始位置
- 当执行了 read 方法后，文件指针 会移动到 读取内容的末尾
- 默认情况下会移动到 文件末尾
思考
- 如果执行了一次 read 方法，读取了所有内容，那么再次调用 read 方法，还能够获得到内容吗？
答案
- 不能
- 第一次读取之后，文件指针移动到了文件末尾，再次调用不会读取到任何的内容
2.4 打开文件的方式
- open 函数默认以 只读方式 打开文件，并且返回文件对象
语法如下：
```
f = open("文件名", "访问方式")
```
提示
- 频繁的移动文件指针，会影响文件的读写效率，开发中更多的时候会以只读、只写的方式来操作文件
写入文件示例
```
# 打开文件
f = open("README", "w")

f.write("hello python！\n")
f.write("今天天气真好")

# 关闭文件
f.close()
```
2.5 按行读取文件内容
- read 方法默认会把文件的 所有内容 一次性读取到内存
- 如果文件太大，对内存的占用会非常严重
readline 方法
- readline 方法可以一次读取一行内容
- 方法执行后，会把 文件指针 移动到下一行，准备再次读取
读取大文件的正确姿势
```
# 打开文件
file = open("README")

while True:
    # 读取一行内容
    text = file.readline()

    # 判断是否读到内容
    if not text:
        break

    # 每读取一行的末尾已经有了一个 `\n`
    print(text, end="")

# 关闭文件
file.close()
```
2.6 文件读写案例 —— 复制文件

目标

用代码的方式，来实现文件复制过程

小文件复制
- 打开一个已有文件，读取完整内容，并写入到另外一个文件
```
# 1. 打开文件
file_read = open("README")
file_write = open("README[复件]", "w")

# 2. 读取并写入文件
text = file_read.read()
file_write.write(text)

# 3. 关闭文件
file_read.close()
file_write.close()
```
大文件复制
- 打开一个已有文件，逐行读取内容，并顺序写入到另外一个文件
```
# 1. 打开文件
file_read = open("README")
file_write = open("README[复件]", "w")

# 2. 读取并写入文件
while True:
    # 每次读取一行
    text = file_read.readline()

    # 判断是否读取到内容
    if not text:
        break

    file_write.write(text)

# 3. 关闭文件
file_read.close()
file_write.close()
```
03. 文件/目录的常用管理操作
- 在终端 / 文件浏览器、中可以执行常规的文件 / 目录管理操作，例如：
- 创建、重命名、删除、改变路径、查看目录内容、……
在 Python 中，如果希望通过程序实现上述功能，需要导入 os 模块
文件操作

目录操作

提示：文件或者目录操作都支持 相对路径 和 绝对路径

04. 文本文件的编码格式（科普）
- 文本文件存储的内容是基于 字符编码 的文件，常见的编码有 ASCII 编码，UNICODE 编码等
Python 2.x 默认使用 ASCII 编码格式
Python 3.x 默认使用 UTF-8 编码格式

4.1 ASCII 编码和 UNICODE 编码

ASCII 编码
- 计算机中只有 256 个 ASCII 字符
- 一个 ASCII 在内存中占用 1 个字节 的空间
- 8 个 0/1 的排列组合方式一共有 256 种，也就是 2 ** 8
UTF-8 编码格式
- 计算机中使用 1~6 个字节 来表示一个 UTF-8 字符，涵盖了 地球上几乎所有地区的文字
- 大多数汉字会使用 3 个字节 表示
- UTF-8 是 UNICODE 编码的一种编码格式
4.2 Ptyhon 2.x 中如何使用中文

Python 2.x 默认使用 ASCII 编码格式
Python 3.x 默认使用 UTF-8 编码格式
- 在 Python 2.x 文件的 第一行 增加以下代码，解释器会以 utf-8 编码来处理 python 文件
```
# *-* coding:utf8 *-*
```
这方式是官方推荐使用的！
- 也可以使用
```
# coding=utf8
```
unicode 字符串
- 在 Python 2.x 中，即使指定了文件使用 UTF-8 的编码格式，但是在遍历字符串时，仍然会 以字节为单位遍历 字符串
- 要能够 正确的遍历字符串，在定义字符串时，需要 在字符串的引号前，增加一个小写字母 u，告诉解释器这是一个 unicode 字符串（使用 UTF-8 编码格式的字符串）
```
# *-* coding:utf8 *-*

# 在字符串前，增加一个 `u` 表示这个字符串是一个 utf8 字符串
hello_str = u"你好世界"

print(hello_str)

for c in hello_str:
    print(c)
```