Python文件操作

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

    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
    • 将文件内容读入内存
    • 将内存内容写入文件
  • 关闭文件
  • 2.2 操作文件的函数/方法

    • 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

    • 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、……
  • 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 256ASCII 字符
    • 一个 ASCII 在内存中占用 1 个字节 的空间
    • 80/1 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-8UNICODE 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
    • 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)
    
    
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