python基础5_文件操作

    1、模式介绍
        控制文件读写内容的模式
            t文本
            b二进制/bytes

        控制文件读写操作的模式
            r只读模式
            w只写模式
            a只追加写模式
            +：r+、w+、a+

    2、基本操作流程
        打开文件
        读/写文件
        关闭文件

    3、资源回收与with语法

    4、详细介绍文件模式t、b、r、w、a、+

    5、文件的操作的其他方法

    6、控制文件指针的移动

    7、文件修改的两种方式

一、文件与文件模式介绍

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

    用户/应用程序(open())

   open()功能的使用
    操作系统（文件）
    计算机硬件（硬盘）

2、为何要用文件
    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

    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、如何用文件：open()
        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'

            b二进制/bytes

        控制文件读写操作的模式
            r只读模式
            w只写模式
            a只追加写模式
            +：r+、w+、a+

二、文件基本操作

# 1、打开文件
# windows路径分隔符问题
# open('C:\a.txt\nb\c\d.txt')
# 解决方案一：推荐
# open(r'C:\a.txt\nb\c\d.txt')
# 解决方案二：
# 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
# print(f)
# x=int(10)

# 2、操作文件：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() # 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

三、 with上下文管理

# 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)

with open('a.txt',mode='rt') as f1,\
        open('b.txt',mode='rt') as f2:
    res1=f1.read()
    res2=f2.read()
    print(res1)
    print(res2)

    # f1.close()
    # f2.close()
 

四、 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）

五、文件操作模式详解

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==================
# 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')

# 应用程序====》文件
# 应用程序====》数据库管理软件=====》文件

# 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('琵琶\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('李明1\n')
#     f.write('张三2\n')
#     f.write('王四3\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('琵琶1\n')
# with open('d.txt',mode='wt',encoding='utf-8') as f:
#     f.write('㮓2\n')
# with open('d.txt',mode='wt',encoding='utf-8') as f:
#     f.write('尼罗3\n')

# 案例：w模式用来创建全新的文件
# 文件文件的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('win1\n')
#     f.write('232\n')
#     f.write('3333\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：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 name>>: ')
# with open('db.txt',mode='at',encoding='utf-8') as f:
#     f.write('{}:{}\n'.format(name,pwd))

# 了解：+不能单独使用，必须配合r、w、a
# with open('g.txt',mode='rt+',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())

4、模式

x模式（控制文件操作的模式）-》了解
    x， 只写模式【不可读；不存在则创建，存在则报错】
"""
# 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('python学习笔记文件操作\n')
 

5、t模式

控制文件读写内容的模式
t：
    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：binary模式
    1、读写都是以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
"""

# 错误演示：t模式只能读文本文件
# with open(r'test.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'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))

# 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'))

# with open(r'd.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f:
#     res=f.read() # utf-8的二进制->unicode
#     print(res)

# with open(r'e.txt',mode='wb') as f:
#     f.write('你好hello'.encode('gbk'))

# with open(r'f.txt',mode='wb') as f:
#     f.write('你好hello'.encode('utf-8'))
#     f.write('哈哈哈'.encode('gbk'))

# 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:
        f2.write(line)

# 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)
 

六、文件的操作的其他方法

# 一：读相关操作
# 1、readline：一次读一行
# with open(r'g.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f:
#     # res1=f.readline()
#     # res2=f.readline()
#     # print(res2)
#
#     while True:
#         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，

# 二：写相关操作
# 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('小垃圾们',encoding='utf-8'),
#     ]
#     f.writelines(l)

# 3、flush：
# with open('h.txt', mode='wt',encoding='utf-8') as f:
#     f.write('哈')
#     # f.flush()

# 4、了解
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)

七、控制文件指针的移动

# 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('aaa.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f:
#     res=f.read(4)
#     print(res)

# f.seek(n,模式):n指的是移动的字节个数
# 模式：
# 模式0：参照物是文件开头位置
# f.seek(9,0)
# f.seek(3,0) # 3

# 模式1：参照物是当前指针所在位置
# f.seek(9,1)
# f.seek(3,1) # 12

# 模式2：参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

# 强调：只有0模式可以在t下使用，1、2必须在b模式下用

# 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'))
 

练习：

#1、编写文件copy工具

#2、编写登录程序，账号密码来自于文件

#3、编写注册程序，账号密码来存入文件

#二：周末综合作业：
# 2.1：编写用户登录接口
#1、输入账号密码完成验证，验证通过后输出"登录成功"
#2、可以登录不同的用户
#3、同一账号输错三次锁定，（提示：锁定的用户存入文件中，这样才能保证程序关闭后，该用户仍然被锁定）

# 2.2：编写程序实现用户注册后（注册到文件中），可以登录（登录信息来自于文件）
提示：
while True:
    msg = """
    0 退出
    1 登录
    2 注册
    """
    print(msg)
    cmd = input('请输入命令编号>>: ').strip()
    if not cmd.isdigit():
        print('必须输入命令编号的数字，傻叉')
        continue

    if cmd == '0':
        break
    elif cmd == '1':
        # 登录功能代码（附加：可以把之前的循环嵌套，三次输错退出引入过来）
        pass
    elif cmd == '2':
        # 注册功能代码
        pass
    else:
        print('输入的命令不存在')

    # 思考：上述这个if分支的功能否使用其他更为优美地方式实现

#1、通用文件copy工具实现

#2、基于seek控制指针移动，测试r+、w+、a+模式下的读写内容

#3、tail -f access.log程序实现

#4、周末作业参考在老师讲解完毕后（下午17：30开始讲解），练习熟练，明早日考就靠他俩
# 4.1：编写用户登录接口
# 4.2：编写程序实现用户注册后（注册到文件中），可以登录（登录信息来自于文件）