Python第九章-文件

文件

一、文件的概念

1.1 文件的概念和作用

我们以前操作的数据都是在程序中提前写死的, 但是在实际开发中这是远远不够的.很多时候我们都需要对存储在计算中文件内的数据进行处理, python 提供了一系列的对文件操作的 api

1.1.1 什么是文件

计算机的文件，就是存在在某种长期存储设备上的一段数据

长期存储设备包括：硬盘，u盘，移动硬盘，光盘。。。

1.1.2 文件的作用：将数据长期保存下来，在需要的时候使用

大家应该听说过一句话：“好记性不如烂笔头”。

不仅人的大脑会遗忘事情，计算机也会如此，比如一个程序在运行过程中用了九牛二虎之力终于计算出了结果，试想一下如果不把这些数据存放起来，相比重启电脑之后，“哭都没地方哭了”

可见，在把数据存储起来有做么大的价值

使用文件的目的：

就是把一些存储存放起来，可以让程序下一次执行的时候直接使用，而不必重新制作一份，省时省力

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

​ 可以使用文件编辑软件查看

​ 本质上还是一个二进制文件

​ 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

二、文件的基本操作

2.1 操作文件的步骤

在计算机中要操作文件的套路非常固定，包含以下三个步骤

1. 打开文件(首先要先找到文件并打开.)

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

3. 关闭文件

2.2 操作文件的函数

在python中要操作文件需要记住以下函数

序号	函数/方法	说明
01	open	打开文件，并且返回文件操作对象
02	read	将文件内容读取到内存
03	write	将制定内容写入文件
04	close	关闭文件

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 打开文件的方式

打开文件使用 python 内置的open()函数

open()函数默认以只读方式打开文件，并且返回一个文件对象file object`(文件对象), 最常用的就是使用 3 个参数(还要其他的可选参数)

语法格式

file = open(filename[, mode, encoding])  # ("文件名", "访问方式","编码")

参数说明：

第一个参数：filename是指的文件名.

也包含路径. 路径可以是相对路径, 也可以是绝对路径. 不过路径分隔符要注意:window 下是反斜杠\和 mac 和 linux 下是/

第二个参数：mode是打开文件的模式. 可选. 默认是只读和文本模式(rt).支持如下模式:

第三个参数：encoding，如果是文本文件, 则最好指定一下文本文件的编码.否则对一些非ascii字符没有办法解码. 目前一般文件都使用utf-8

返回值：返回值就是一个文件对象. 使用这个文件的一些 api 可以操作文件内容

---

示例代码：

file = open("test.txt", "rt", encoding="utf-8") # 默认就是 rt 表示对只读文本文件, 并且指定文件编码. 

常用的文件打开模式mode

序号	访问方式	说明
01	r	等价于rt，以只读方式打开文件。文件的指针将会放在文件的开头，这是默认模式。如果文件不存在，抛出异常
02	w	等价于wt，以只写的方式打开文件(没有读的权限)。如果文件存在会被覆盖(会先把文件的长度置 0 (文件截断为0))。如果文件不存在，创建新文件
03	a	等价于at，以追加方式打开文件。如果文件已经存在，文件指针将会放在文件的结尾。如果文件不存在，创建新文件进行写入
04	r+	等价于r+t，以读写方式打开文件。文件的指针将会放在文件的开头。如果文件不存在，抛出异常
05	w+	等价于w+t，以读写方式打开文件。如果文件存在会被覆盖。如果文件不存在，创建新文件
06	a+	以覆写方式打开文件。如果该文件已存在，文件指针将会访问文件的结尾。如果文件不存在，创建新文件写入

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

2.4 文件的读和写

2.4.1文件读取

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：方法执行后，会把文件指针移动到文件的末尾

# 1.打开
file = open("文件路径")

# 2.读取
text = file.read()
print(text)

# 3.关闭
file.close()

提示：在开发中，为了防止忘记关闭文件，通常会编写打开和关闭的代码，再编写中间针对文件的读/写操作

read 的几种方式

1. 使用read(num)可以从文件中读取数据，num表示要从文件中读取的数据的长度（单位是字节），如果没有传入num，那么就表示读取文件中所有的数据

2. 读取一行

   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，可以使用 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("文件名")
   
   # 循环读取文件
   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()
   

3. 使用for ... in...读取 效率更高

   # 使用for循环进行读取更效率
   file = open('demo1.txt', 'r+t', encoding='utf-8')
   for line in file:
       print(line)
   

4. 使用readlines()进行读取，会把读取的每行内容放在一个列表当中

   file = open('demo1.txt', 'r+t', encoding='utf-8')
   # 使用readlines()进行读取，会把读取的每行内容放在一个列表当中
   print(file.readlines())
   

2.4.2 文件写出

write(string)

向文件中写入字符串, 并返回写入的字符的个数.

file = open("new.txt", "w+", encoding="utf-8")

count = file.write("你好啊abc")
print(count)

注意:

1. 如果文件模式使用r+, 则文件不存在会抛出异常.
2. w+, 文件不存在会自动创建文件, 并写入
3. a+, 追加的方式写入文件

---

如果是写入的其他类型的数据, 则写之前需要手动转换

根据你打开文件的模式, 来决定到底是转成字符串还是转成字节对象

file = open("new.txt", "w+t", encoding="utf-8")

nums = ("a", "b", "你 好", 30)

file.write(str(nums))

文件内容:

writelines()

把存储字符串的列表直接写入到文件中

写入的时候不会自动帮你格式化, 会把每个字符串元素挨个写在一起, 你应该在写入之前自行处理好格式

file = open("new.txt", "w+t", encoding="utf-8")

nums = ("a", "b", "你好")

file.writelines(nums)

2.4.3其他方法

文件指针(了解)

​ 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

tell(), 和 seek()

tell()返回文件指针在当前文件中的位置. 返回的值是以字节为单位的.

seek()设置文件指针的位置

file = open("new.txt", "r+t", encoding="utf-8")

print(file.tell())  # 文件打开之后指针位置默认为 0

print(file.read(1))

print(file.tell())

file.seek(4)
print(file.read(1))

2.5 文件的关闭

关闭文件

为什么要关闭文件:

1. 打开文件之后总是会占用一定的系统资源, 所以当你对文件操作完毕之后, 应该关闭文件.
2. 写入数据的时候, 并不是立即写入到文件中, 一般先放入到缓冲区. 当关闭文件的时候, 再从缓冲区写入到文件中.

关闭文件调用文件对象的close()方法即可.

2.6 文件的复制

读取源文件的数据，写给目标文件

小文件：使用read(),write()

大文件：使用readline(),write()

2.7 文本文件的编码格式

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

python 3.x 默认使用utf-8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

​

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，涵盖了所有文字。

大多数汉字使用3个字节

[扩展内容]

在python 2.x中第一行，增加以下代码，解释器会以utf-8编码来处理python文件

# *-* coding:utf8 *-*

也可以使用

# coding=utf8

在python 2.x中，即使指定了文件使用utf-8

2.8使用 with 方式打开文件

打开文件的时候使用with关键字, 可以在文件操作完毕之后在合适时间自动关闭文件, 即使发生了异常也能关闭文件.

而且代码要比处理异常的语句少

with open("new.txt", "r+", encoding="utf-8") as file:
    print(file.read())