python文件操作

一 介绍

计算机系统分为:计算机硬件,操作系统,应用程序三部分。
我们用python或其他语言编写的应用程序若想要把数据永久保存下来,必须要保存于硬盘中,这就涉及到应用程序要操作硬件,众所周知,应用程序是无法直接操作硬件的,这就用到了操作系统。操作系统把复杂的硬件操作封装成简单的接口给用户/应用程序使用,其中文件就是操作系统提供给应用程序来操作硬盘虚拟概念,用户或应用程序通过操作文件,可以将自己的数据永久保存下来。
有了文件的概念,我们无需再去考虑操作硬盘的细节,只需要关注操作文件的流程:

#1. 打开文件,得到文件句柄并赋值给一个变量
#2. 通过句柄对文件进行操作
#3. 关闭文件

 

二 在python中

#1. 打开文件,得到文件句柄并赋值给一个变量
f=open('a.txt','r',encoding='utf-8') #默认打开模式就为r

#2. 通过句柄对文件进行操作
data=f.read()

#3. 关闭文件
f.close()

 

三 f=open(‘a.txt’,’r’)的过程分析

#1、由应用程序向操作系统发起系统调用open(...)

#2、操作系统打开该文件,并返回一个文件句柄给应用程序

#3、应用程序将文件句柄赋值给变量f

 

四 强调!!!

#强调第一点:
打开一个文件包含两部分资源:操作系统级打开的文件+应用程序的变量。在操作完毕一个文件时,必须把与该文件的这两部分资源一个不落地回收,回收方法为:
1f.close()
#回收操作系统级打开的文件
2、del f
#回收应用程序级的变量

其中del f一定要发生在f.close()之后,否则就会导致操作系统打开的文件还没有关闭,白白占用资源,
python自动的垃圾回收机制决定了我们无需考虑del f,这就要求我们,在操作完毕文件后,一定要记住f.close()

虽然我这么说,但是很多同学还是会很不要脸地忘记f.close(),对于这些不长脑子的同学,我们推荐傻瓜式操作方式:
使用with关键字来帮我们管理上下文
with open(‘a.txt’,‘w’) as f:
pass

with open(‘a.txt’,‘r’) as read_f,open(‘b.txt’,‘w’) as write_f:
data=read_f.read()
write_f.write(data)

强调第一点:资源回收

 

#强调第二点:
f=open(...)是由操作系统打开文件,那么如果我们没有为open指定编码,
那么打开文件的默认编码很明显是操作系统说了算了,操作系统会用自己的默认编码
去打开文件,在windows下是gbk,在linux下是utf-8。
这就用到了上节课讲的字符编码的知识:若要保证不乱码,文件以什么方式存的,
就要以什么方式打开。

f=open(‘a.txt’,‘r’,encoding=‘utf-8’)

 

五 打开文件的模式

文件句柄 = open(‘文件路径’, ‘模式’)

#1. 打开文件的模式有(默认为文本模式):
r ,只读模式【默认模式,文件必须存在,不存在则抛出异常】
w,只写模式【不可读;不存在则创建;存在则清空内容】
a, 之追加写模式【不可读;不存在则创建;存在则只追加内容】

#2. 对于非文本文件,我们只能使用b模式,"b"表示以字节的方式操作
(而所有文件也都是以字节的形式存储的,使用这种模式无需考虑文本文件的字符编码、
图片文件的jgp格式、视频文件的avi格式)
rb
wb
ab
注:以b方式打开时,读取到的内容是字节类型,写入时也需要提供字节类型,
不能指定编码

#3. 了解部分
"+" 表示可以同时读写某个文件
r+, 读写【可读,可写】
w+,写读【可读,可写】
a+, 写读【可读,可写】

x, 只写模式【不可读;不存在则创建,存在则报错】
x+ ,写读【可读,可写】
xb

 

六 操作文件的方法

#掌握
f.read() #读取所有内容,光标移动到文件末尾
f.readline() #读取一行内容,光标移动到第二行首部
f.readlines() #读取每一行内容,存放于列表中

f.write(‘1111n222n’) #针对文本模式的写,需要自己写换行符
f.write(‘1111n222n’.encode(‘utf-8’)) #针对b模式的写,需要自己写换行符
f.writelines([‘333n’,‘444n’]) #文件模式
f.writelines([bytes(‘333n’,encoding=‘utf-8’),‘444n’.encode(‘utf-8’)]) #b模式

#了解
f.readable() #文件是否可读
f.writable() #文件是否可读
f.closed #文件是否关闭
f.encoding #如果文件打开模式为b,则没有该属性
f.flush() #立刻将文件内容从内存刷到硬盘
f.name

 

练习,利用b模式,编写一个cp工具,要求如下:
1. 既可以拷贝文本又可以拷贝视频,图片等文件
2. 用户一旦参数错误,打印命令的正确使用方法,如usage: cp source_file target_file
提示:可以用import sys,然后用sys.argv获取脚本后面跟的参数

import sys
if len(sys.argv) != 3:
    print('usage: cp source_file target_file')
    sys.exit()

source_file,target_file=sys.argv[1],sys.argv[2]
with open(source_file,‘rb’) as read_f,open(target_file,‘wb’) as write_f:
for line in read_f:
write_f.write(line)

 

七文件内光标移动

1: read(3):
a. 文件打开方式为文本模式时,代表读取3个字符
b. 文件打开方式为b模式时,代表读取3个字节
2: tell() 返回文件的当前位置
3: 其余的文件内光标移动都是以字节为单位如seek,tell,truncate
注意:
a. seek有三种移动方式0,1,2,其中1和2必须在b模式下进行,但无论哪种模式,都是以bytes为单位移动的,常用seek(0)移动到开头,seek(0, 2)移动到最后面 。
b. truncate是截断文件,所以文件的打开方式必须可写,但是不能用w或w+等方式打开,因为那样直接清空文件了,所以truncate要在r+或a或a+等模式下测试效果
 

八 文件的修改

文件的数据是存放于硬盘上的,因而只存在覆盖、不存在修改这么一说,我们平时看到的修改文件,都是模拟出来的效果,具体的说有两种实现方式:
 

方式一:将硬盘存放的该文件的内容全部加载到内存,在内存中是可以修改的,修改完毕后,再由内存覆盖到硬盘(word,vim,nodpad++等编辑器)

import os

with open(‘a.txt’) as read_f,open(‘.a.txt.swap’,‘w’) as write_f:
data=read_f.read()
#全部读入内存,如果文件很大,会很卡
data=data.replace(‘alex’,‘SB’)
#在内存中完成修改

write_f.write(data)
#一次性写入新文件

os.remove(‘a.txt’)
os.rename(‘.a.txt.swap’,‘a.txt’)

 

方式二:将硬盘存放的该文件的内容一行一行地读入内存,修改完毕就写入新文件,最后用新文件覆盖源文件

import os

with open(‘a.txt’) as read_f,open(‘.a.txt.swap’,‘w’) as write_f:
for line in read_f:
line=line.replace(‘alex’,‘SB’)
write_f.write(line)

os.remove(‘a.txt’)
os.rename(‘.a.txt.swap’,‘a.txt’)

 


 

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