Python-09
@(Python)
文件处理
一、什么是文件
- 文件是操作系统为用户或应用程序，提供的一个读写硬盘的虚拟单位，文件可以是文本文件、视频、音频、图片等形式
- 对文件的读写操作，其实就是对操作系统发起请求，然后由操作系统控制硬盘来读写
二、 为什么要有文件
- 计算机和人，有永久保存和使用数据的需求，文件可以永久保存在磁盘中，并且可被临时存储到内存
三、文件的基本操作
1. 打开文件
- 打开文件的语法：
open(r'文件路径')r（rawstring ）：原生字符串，表示后面出现的都是原生字符，没有其他特殊意义，也可以使用单个转义f=open(r'文件路径')，将open(r'文件路径')赋值，此时是占用了应用程序的资源
2. 操作文件（读或写）
data=f.read()表示向操作系统发起打开文件请求，要求打开文件（文件操作会占用操作系统和应用程序的资源）- 读写的操作会被操作系统转成具体的硬盘操作，将文件由硬盘读入内存
3. 关闭文件
f.close()表示关闭文件，回收占用操作系统的资源，关闭的是f的值在操作系统的资源，本身的值还在应用程序的内存中- 不要使用del删除变量的绑定关系，虽然能删除绑定关系，但是这个打开的文件，还会占用操作系统的资源，需要等待一定时间才能被回收，如果这样的文件过多，就会导致占用大量的资源
4. 总结
- 文件的基本操作就是，打开文件---操作文件---关闭文件，这三个步骤
f=open(r'a.py') # 打开文件
data=f.read() # 操作文件
print(data)
f.close() # 关闭文件
四、文件的打开格式和模式
1. 读写文件内容有两种格式：
① t格式
t格式：text文本文件，默认的内容格式就是t，t表示字符串（因此，内容要加引号）t以字符串为单位操作文件内容，t模式下写必须是字符串- 只要是
t模式就不要忘记字符编码；t模式必须以字符串模式读写
② b格式
b格式：bytes二进制文件b以bytes为单位操作文件内容
注意：
t和b这两种格式均不能单独使用，都需要与r、w、a配合使用
2. 操作文件的三种基础模式
操作文件的三种基础模式：
r、w、a
3. t文本文件格式+r w a模式
① r模式+t格式
r：只读模式，默认的打开模式（只能读不能写），即默认为rt模式，t可以省略（只读的文本文件）r+t模式将文件内容读出来，全部转化为字符串格式- 当文件不存在时，运行文件会报错
- 当文件存在时，会将文件指针移动到开头
- 语法：
f=open(r'a.py',mode='rt',encoding='utf-8')mode指定打开模式；encoding表示告诉操作系统使用什么字符编码- 这一步是告诉操作系统准备好使用什么打开模式和字符编码
(1) 命令1：
打开文件.read()
f.read()表示将这个文件内容读出来，但是仅限于小文件，如果文件太大占用大量内存资源，导致卡死
(2) 命令2：
打开文件.readline()
f.readline()表示一次读一行
说明：
end=''表示不换行？？？
(3) 命令3：
打开文件.readlines()
f.readlines()将内容全读出来，并且以列表的形式呈现
(4) 命令4：
打开文件.readable()
f.readable()用于判断文件是否为r只读模式
② w模式+t格式
w：只写模式，即只能写，不能读- 当文件不存在时，会创建一个空文件，并写入内容
- 当文件存在时，会清空文件内容，再写入内容
- 语法：
f=open(r'a.txt',mode='wt',encoding='utf-8')- 只有文本文件，才有字符编码的概念，
b二进制格式下不写encoding字符编码
(1) 命令1：
打开的文件.write(要写的字符串内容)
- 一次一行写入内容，
表示换行
f=open(r'a.py',mode='wt',encoding='utf-8')
f.write('第一行
')
f.write('第二行
')
f.close()
(2) 命令2：
打开的文件.writelines(['a','b ','c'])
- 一次写入多行内容，相当于使用
for循环调用write
f=open(r'a.py',mode='wt',encoding='utf-8')
f.writelines(['第一行
','222
','333
','4444
'])
f.close()
③ a模式+t格式
a只追加写模式，即只能写，不能读，不同于w的是，a为追加- 当文件不存在时，会创建一个空文件
- 当文件存在时，会将指针移动到文件末尾，追加写入内容
a模式一般用于写日志，追加文件
f=open(r'a.py',mode='at',encoding='utf-8')
f.writelines(['111
','222
','333
'])
f.close()
3. b二进制格式+r w a模式
b是通用模式，所有文件都是二进制文件，读什么文件都可以，读出的都是二进制b模式必须以二进制模式读写，不能指定字符编码
① r模式+b格式
- 使用二进制模式读取图片
p=open(r'p.jpg',mode='rb')
for line in p:
print(line)
p.close() # 关闭文件
- 使用二进制模式拷贝小文件
- 拷贝文件就是将文件的二进制读出来，再将二进制写入到指定文件，
f.read适合小文件
# 使用二进制读取图片的二进制
f=open('p.jpg',mode='rb')
data=f.read()
f.close()
# 将图片的二进制写入目录下
p=open(r'K: u.jpg',mode='bw')
p.write(data)
f.close()
- 使用二进制模式拷贝大文件，就不适合用
read了- 循环读：大文件就需要
for循环读，同一时间，在内存中只有一行，不占用过多内存空间
read_vedio=open(r'01 操作系统.mp4',mode='rb') # 准备读出二进制（打开文件）
write_vedio=open(r'K:vedio.mp4',mode='ab') # 准备写入二进制（打开文件）
for line in read_vedio: # 使用for将读出的二进制，一行一行的写入line（操作文件）
write_vedio.write(line)
read_vedio.close() # 关闭文件
write_vedio.close() # 关闭文件
② w模式+b格式
将字符串要编译成二进制，才能写
f=open(r'a.py',mode='wb')
f.write('写入二进制'.encode('utf-8'))
f.close()
③ a模式+b格式
f=open(r'a.py',mode='ab')
f.write('11111,222222'.encode('utf-8'))
f.close()
4. +模式
① r+t可读可写
② w+t可读可写
③ a+r可读可写，追加写
④ r+b可读可写
⑤ w+b可读可写
⑥ a+b可读可写，追加写
五、上下文管理
with用来管理close，适合需要打开多个文件时
- 当打开的文件过多时，打开文件 可以使用
进行换行
with open(r'a.py',mode='rt',encoding='utf-8') as f:
相当于：
f=open(r'a.py',mode='rt',encoding='utf-8')
with open(r'a.py',mode='rt',encoding='utf-8') as f:
data=f.read.() # 书写具体操作
# 不用再考虑输入f.close()，with会自动调用close关闭
可以同时输入多个打开文件，并且可以用
换行（让代码更清晰，提升可读性）
进制解码为字符串类型，更简单方法：
with open(r'a.py',mode='rb') as f,open(r'a.txt',mode='wb') as p:
data=f.read()
p.write(data)
六、文件指针
1. seek文件指针的移动
- 语法格式：
f.seek(offset,whence)f.seek(指针移动几个字节,参照物（0 1 2）)offset表示文件指针的偏移量，移动指针以bytes（字节）为单位whence表示参照物，有三个参数0：参照文件的开头，t和b格式下都能用，t格式只能用0参数1：参照当前文件指针所在位置，只能在b格式下使用2：参照文件的末尾，只能在b格式下使用
f.seek(3,0)解释：0表示默参照物是文件的开头3表示指针向右移动3bytes（字节）的位置的指针
f.seek(-3,2)解释：2表示参照文件末尾-3表示指针倒着移动（向左移动）
f.seek(0,2)：表示快速移动到文件末尾2模式应该使用负数，用正数没有意义
说明：
f.seek(3,0)的3表示3个bytes，一个中文字符在utf-8中占3bytes，如果移动指针小于3bytes就会报错
说明：
a.txt的内容为：锤子科技坚果手机
① t模式下read(n)的使用
说明：只有在
t模式下的read(n)的n表示的是字符串个数，除此之外，但凡涉及到文件指针的操作都是以字节为单位的
② truncate(n)的使用
说明：
truncate(n)截取文件，n字节，参照物固定，以文件开头为参照物，写操作，必须为读写模式，这个文件的截取是对文件的实质修改，截取的部分会被保存在文件中
with open(r'a.txt',mode='r+b') as f:
f.truncate(6) # 表示只截取前6个字节
2. tell统计文件指针的位置
tell统计的是指针从文件开头，到当前指针所在位置，字节的个数，即指针现在在第几个字节
with open(r'a.txt',mode='rb') as f:
f.readline() # 读出一行，指针移动到最后
print(f.tell()) # 统计从开头到当前指针位置的bytes
f.seek(6,1)
print(f.readline().decode('utf-8'))
print(f.tell())
3. 文件内容的修改
- 在磁盘上没有修改，只有覆盖
- 文件在磁盘上都是用新内容覆盖旧内容，没有修改这一说 但是内存中的数据可以修改，因此，可以在内存中修改后，再覆盖到磁盘
① 修改文件内容的方式一
- 先将原文件内容一次性全部读到内存，然后修改完毕后，再覆盖写回原文件
- 优点：在修改期间，文件内容只有一份
- 缺点：当文件过大时，会占用过多的内存
# 读出文件，并且替换
with open(r'a.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f:
file01=f.read()
file02=file01.replace('锤子','Smartian')
# 写入文件覆盖
with open(r'a.txt',mode='wt',encoding='utf-8') as f1:
f1.write(file02)
② 修改文件内容的方式二：
- 以读的方式打开原文件，以写的方法打开新文件
- 从原文件中循环读取每一行内容，修改后写入新文件
- 先删除原文件，再将新文件重新命名为原文件的名字
- 优点：同一时刻只有一行内容存在内存中
- 缺点：在修改期间，文件内容始终存在两份，但修改完毕后会只留一份
import os # os是一个功能的集合体
with open(r'a.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f,
open(r'a.txt.swap',mode='wt',encoding='utf-8') as f1: # 新文件
for line in f:
file=line.replace('锤子','Smartian')
f1.write(file)
os.remove('a.txt') # 删除老文件
os.rename('a.txt.swap','a.txt') # 将新文件重命名为旧文件名
os.remove('路径')
os.rename('源文件','目标文件')