Python基础之文件操作

​ 应用程序运行过程中产生的数据最先都是存放于内存中的，若想永久保存下来，必须要保存于硬盘中。应用程序若想操作硬件必须通过操作系统，而文件就是操作系统提供给应用程序来操作硬盘的虚拟概念，用户或应用程序对文件的操作，就是向操作系统发起调用，然后由操作系统完成对硬盘的具体操作。

文件操作的基本流程

# 1. 打开文件，由应用程序向操作系统发起系统调用open(...)，操作系统打开该文件，对应一块硬盘空间，并返回一个文件对象赋值给一个变量f
f=open('a.txt','r',encoding='utf-8') #默认打开模式就为r

# 2. 调用文件对象下的读/写方法，会被操作系统转换为读/写硬盘的操作
data=f.read()

# 3. 向操作系统发起关闭文件的请求，回收系统资源
f.close()

打开一个文件包含两部分资源：应用程序的变量f和操作系统打开的文件。在操作完毕一个文件时，必须把与该文件的这两部分资源全部回收，回收方法为：

1、f.close() #回收操作系统打开的文件资源
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无法关闭，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()，虽然我们如此强调，但是大多数读者还是会不由自主地忘记f.close()，考虑到这一点，python提供了with关键字来帮我们管理上下文

# 1、在执行完子代码块后，with 会自动执行f.close()
with open('a.txt','w') as f:
    pass 

# 2、可用用with同时打开多个文件，用逗号分隔开即可
with open('a.txt','r') as read_f,open('b.txt','w') as write_f:  
    data = read_f.read()
    write_f.write(data)

文件操作模式

只读模式

r模式

只能进行读不能进行别的操作

f = open('a.txt',mode='r',encoding='utf-8')
content = f.read()
print(content)
f.close()

# open中第一个参数放入的是要打开的文件名字,第二个参数是要对这个文件进行的操作,第三参数是用什么编码方式打开文件中的内容

f 可写成任意变量等，它被称作：文件句柄，文件操作符，或者文件操作对象等。
open 是Python调用的操作系统（windows,linux,等）的功能，而windows的默认编码方式为gbk，linux默认编码方式为utf-8，所以你的文件用什么编码保存的，就用什么方法打开，一般都是用utf-8。
mode为打开方式：常见的有r,w,a,r+,w+,a+.rb,wb,ab,等，默认不写是r。
流程就是打开文件，产生一个文件句柄，对文件句柄进行相应操作，关闭文件。

rb模式

rb只读字节的模式

f = open('b.jpg',mode='rb')
content = f.read()
print(content)
f.close()

rb 读出来的数据是bytes类型,在rb模式下,不能encoding字符集

rb的作用:在读取非文本文件的时候,比如要读取mp3,图像,视频等信息的时候就需要用到rb,因为这种数据是没办法直接显示出来的

这个字节的模式是用于传输和存储

写模式

覆盖写模式: 

在写文件的时候我们要养成一个写完文件就刷新的习惯. 刷新flush()

f = open('aaa.txt',mode='w',encoding='utf-8')
f.write('aaa')
f.flush()
f.close()

当我选择使用w模式的时候,在打开文件的时候就就会把文件中的所有内容都清空,然后在操作

注意:如果文件不存在使用w模式会创建文件,文件存在w模式是覆盖写,在打开文件时会把文件中所有的内容清空.

wb模式下,不可以指定打开文件的编辑,但是写文件的时候必须将字符串转换成utf-8的bytes数据

f = open('aaa.txt',mode='wb')
msg = '你好'.encode('utf-8')
f.write(msg)
f.flush()  # 刷新
f.close()

 追加

只要是a或者ab,a+都是在文件的末尾写入,不论光标在任何位置.

在追加模式下,我们写入的内容后追加在文件的末尾

a模式如果文件不存在就会创建一个新文件

f1 = open('aaa.txt',mode='a',encoding='utf-8')
msg = f1.write('bbb') 

读写模式

对于读写模式,必须是先读后写,因为光标默认在开头位置,当读完了以后再进行写入.

r+模式

# 正常的读取内容, 写在文件末尾
f1 = open('aaa.txt',mode='r+',encoding='utf-8')
msg = f1.read()
f1.write('哈哈哈')
f1.flush()
f1.close()
print(msg)

# 错误的读取内容, 写在文件开头, 并且只读取之后的内容
f1 = open('aaa.txt',mode='r+',encoding='utf-8')
f1.write('bbb')
msg = f1.read()
f1.flush()
f1.close()
print(msg)

写读模式

先将所有的内容清空,然后写入.最后读取.但是读取的内容是空的,不常用

f1 = open('bbb.txt',mode='w+',encoding='utf-8')
f1.write('bbb')
msg = f1.read()
f1.flush()
f1.close()
print(msg)

追加读(a+,a+b)

a+模式下,不论是先读还是后读,都是读不到数据的

f = open('ccc.txt',mode='a+',encoding='utf-8')
f.write('ccc')
f.flush()
msg = f.read()
f.close()
print(msg)

文件的相关操作

read()

read()是将文件中所有的内容都读取

f = open('aaa.txt',mode='r',encoding='utf-8')
msg = f.read()
f.close()
print(msg)

read()可以指定我们想要读取的内容数量

f = open('aaa.txt',mode='r',encoding='utf-8')
msg = f.read(3)  #读取三个字符
msg1 = f.read()  #后边在读就会继续向后读取
f.close()
print(msg)
print(msg1)

如果使用rb模式读取出来的就是字节

f = open('bbb.txt',mode='rb')
msg = f.read(3)
msg1 = f.read()
f.close()
print(msg)
print(msg1)

read()的弊端就是当文件很大的时候,将文件中的内容全部读取,存放在内存中这样会导致内存奔溃

readline()

readline()读取每次只读取一行,注意点:readline()读取出来的数据在后面都有一个

f = open('aaa.txt',mode='r',encoding='utf-8')
msg1 = f.readline()
msg2 = f.readline()
msg3 = f.readline()
msg4 = f.readline()
f.close()
print(msg1)
print(msg2)
print(msg3)
print(msg4

readlines()

readlines() 将每一行形成一个元素，放到一个列表中，将所有的内容全部读出来，如果文件很大，占内存，容易崩盘。

f = open('log',encoding='utf-8')
print(f.readlines())
f.close()

如果有个较大的文件我们进行读取不推荐使用以下方法:

f = open('aaa',mode='r',encoding='utf-8') 
print(f.read()) #这样就是将文件一次性全部读取到内存中,内存容易奔溃

推荐使用的是这种方法:

f = open('aaa',mode='r',encoding='utf-8')
for line in f:
    print(line)      #这种方式就是在一行一行的进行读取,它就执行了下边的功能
print(f.readline())
print(f.readline())
print(f.readline())
print(f.readline())
f.close()

注意:读完的文件句柄一定要关闭

 seek()

seek(n)光标移动到n位置,注意: 移动单位是byte,所有如果是utf-8的中文部分要是3的倍数

通常我们使用seek都是移动到开头或者结尾

移动到开头:seek(0,0) 可以看做成seek(0)

seek(6)这种如果是单数并且不是0的就是按照字节来移动光标

移动到结尾:seek(0,2) seek的第二个参数表示的是从哪个位置进行偏移,默认是0,表示开头,1表示当前位置,2表示结尾

f = open("aaa", mode="r+", encoding="utf-8")
f.seek(0) # 光标移动到开头
content = f.read() # 读取内容, 此时光标移动到结尾
print(content)
f.seek(0) # 再次将光标移动到开头
f.seek(0, 2) # 将光标移动到结尾
content2 = f.read() # 读取内容. 什么都没有
print(content2)
f.seek(0) # 移动到开头
f.write("张国荣") # 写入信息. 此时光标在9 中文3 * 3个 = 9
f.flush()
f.close()
tell()

tell()

使用tell()可以帮我们获取当前光标在什么位置

f = open("aaa", mode="r+", encoding="utf-8")
f.seek(0) # 光标移动到开头
content = f.read() # 读取内容, 此时光标移动到结尾
print(content)
f.seek(0) # 再次将光标移动到开头
f.seek(0, 2) # 将光标移动到结尾
content2 = f.read() # 读取内容. 什么都没有
print(content2)
f.seek(0) # 移动到开头
f.write("张国荣") # 写入信息. 此时光标在9 中⽂文3 * 3个 = 9
print(f.tell()) # 光标位置9
f.flush()
f.close()

修改文件

文件修改: 只能将文件中的内容读取到内存中, 将信息修改完毕, 然后将源文件删除, 将新文件的名字改成老文件的名字.

import os
with open("aaa", mode="r", encoding="utf-8") as f1,
open("aaa_new", mode="w", encoding="UTF-8") as f2:
    content = f1.read()
    new_content = content.replace("冰糖葫芦", "⼤白梨")
    f2.write(new_content)
os.remove("aaa") # 删除源文件
os.rename("aaa_new", "aaa") # 重命名新文件

弊端: ⼀次将所有内容进行读取. 内存溢出. 解决方案: 一行一行的读取和操作

import os
with open("aaa", mode="r", encoding="utf-8") as f1,
open("aaa_new", mode="w", encoding="UTF-8") as f2:
    for line in f1:
        new_line = line.replace("大白梨", "冰糖葫芦")
        f2.write(new_line)
os.remove("aaa") # 删除源⽂文件
os.rename("aaa_new", "aaa") # 重命名新文件