4.文件操作

计算机系统分为：硬件，操作系统，应用程序

硬件：目的在于运行软件发出的指令。硬件包括CPU，内存，硬盘

多数CPU都有两种模式，即内核态与用户态。  　　　　　　

①当cpu处于内核状态时，运行的是操作系统，能控制硬件（可以获取所有cpu的指令集）　　　　　

②当cpu处于用户太状态时，运行的是用户软件，不能控制硬件（可以获取所有cpu的指令集中的一个子集，该子集不包括操作硬件的指令集）

 4.1操作文件流程：

#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()      #这个步骤很关键，可以帮助节省资源

关闭文件注意事项：
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：
1、f.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，
而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)

 4.2文件编码

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。
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')

 4.3文件的打开模式

#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， 只追加写模式【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,‘+’模式（就是增加了一个功能）
r+， 读写【可读，可写】
w+，写读【可写，可读】
a+， 写读【可写，可读】

#4，以bytes类型操作的读写，写读，写读模式
r+b， 读写【可读，可写】
w+b，写读【可写，可读】
a+b， 写读【可写，可读】

4.4文件操作方法

4.4.1常用操作方法

 read（3）：

　　1. 文件打开方式为文本模式时，代表读取3个字符

　　2. 文件打开方式为b模式时，代表读取3个字节

其余的文件内光标移动都是以字节为单位的如：seek，tell，truncate

注意：

　　1. 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

　　2. 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。

 4.5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       # 调用系统模块

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')           #删除原文件
os.rename('.a.txt.swap','a.txt')      #将新建的文件重命名为原文件

 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')