文件操作

本节主要内容:
1. 初识文件操作
2. 只读(r, rb)
3. 只写(w, wb)
4. 追加(a, ab)
5. r+读写
6. w+写读
7. a+写读(追加写读)
8. 其他操作方法
9. 文件的修改以及另一种打开文件句柄的方式
主要内容:
一. 初识文件操作
使用python来读写文件是非常简单的操作. 我们使用open()函数来打开一个文件, 获取到文
件句柄. 然后通过文件句柄就可以进行各种各样的操作了. 根据打开方式的不同能够执行的操
作也会有相应的差异.
打开文件的方式: r, w, a, r+, w+, a+, rb, wb, ab, r+b, w+b, a+b 默认使用的是r(只读)模式

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。

此时你需要先利用软件创建一个文件，文件里面随便写一些内容，然后保存在任意磁盘（路径尽量要简单一些）中。

二. 只读操作(r, rb)

f = open("c1906.txt",mode="r", encoding="utf-8")
content = f.read()
print(content)
f.close()

接下来就是对上面代码的解释：

    f: 就是一个变量，一般都会将它写成f,f_obj,file,f_handler,fh,等，它被称作文件句柄。

    open：是Python调用的操作系统（windows,linux,等）的功能。

    'd:c1906.txt': 这个是文件的路径。

    mode： 就是定义你的操作方式：r为读模式。

    encoding: 不是具体的编码或者解码，他就是声明：此次打开文件使用什么编码本。一般来说：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（有些使用的是gbk）。

    f.read():你想操作文件，比如读文件，给文件写内容，等等，都必须通过文件句柄进行操作。

    close(): 关闭文件句柄（可以把文件句柄理解成一个空间，这个空间存在内存中，必须要主动关闭）。

#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()

需要注意encoding表示编码集. 根据文件的实际保存编码进行获取数据, 对于我们而言. 更
多的是utf-8.
rb. 读取出来的数据是bytes类型, 在rb模式下. 不能选择encoding字符集.

f = open("c1906.txt",mode="rb" )
content = f.read()
print(content)
f.close()
结果:
b'xe6xafx85xe5x93xa5, xe5xa4xaaxe7x99xbd,
wuse
xe5x91xb5xe5x91xb5
xe6x97xa5xe5xa4xa9'

rb的作用: 在读取非文本文件的时候. 比如读取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. 在后面我们文件上传下载的时候还会用到. 还有.
我们看的直播. 实际上都是这种数据.
绝对路路径和相对路路径:
1. 绝对路径:从磁盘根目录开始一直到文件名.
2. 相对路径:同一个文件夹下的文件. 相对于当前这个程序所在的文件夹而言. 如果在同
一个文件夹中. 则相对路径就是这个文件名. 如果在上一层文件夹, 则要..

我们更推荐大家使用相对路径. 因为在我们把程序拷贝给别人使用的时候. 直接把项目拷贝走
就能运行. 但是如果用绝对路径. 那还需要拷贝外部的文件.
读取文件的方法:
1. read() 将文件中的内容全部读取出来. 弊端: 占内存. 如果文件过大.容易导致内存崩溃

f = open("../def/哇擦.txt", mode="r", encoding="utf-8")
content = f.read()
print(content)
结果:
友谊地久天长,
爱一点,
可惜我是水瓶座
一生中最爱

2. read(n) 读取n个字符. 需要注意的是. 如果再次读取. 那么会在当前位置继续去读而不
是从头读, 如果使用的是rb模式. 则读取出来的是n个字节

f = open("../def/哇擦.txt", mode="r" encoding="utf-8")
content = f.read(3)
print(content)
结果:
友谊地
f = open("../def/哇擦.txt", mode="rb")
content = f.read(3)
print(content)
结果:
b'xe5x8fx8b'
f = open("../def/哇擦.txt", mode="r", encoding="utf-8")
content = f.read(3)
content2 = f.read(3)
print(content)
print(content2)
结果:
友谊地
久天长

3. readline() 一次读取一行数据, 注意: readline()结尾, 注意每次读取出来的数据都会有一
个 所以呢. 需要我们使用strip()方法来去掉 或者空格

f = open("../def/哇擦.txt", mode="r", encoding="utf-8")
content = f.readline()
content2 = f.readline()
content3 = f.readline()
content4 = f.readline()
content5 = f.readline()
content6 = f.readline()
print(content)
print(content2)
print(content3)
print(content4)
print(content5)
print(content6)
结果:
友谊地久天长,

爱一点,

可惜我是水瓶座

一生中最爱

f = open('path1/小娃娃.txt',mode='r',encoding='utf-8')
msg1 = f.readline().strip()
msg2 = f.readline().strip()
msg3 = f.readline().strip()
msg4 = f.readline().strip()
f.close()
print(msg1)
print(msg2)
print(msg3)
print(msg4)

结果:
高圆圆
刘亦菲
张柏芝
杨紫

4. readlines()将每一行形成一个元素, 放到一个列表中. 将所有的内容都读取出来. 所以
也是. 容易出现内存崩溃的问题.不推荐使用

f = open("../def/哇擦.txt", mode="r", encoding="utf-8")
lst = f.readlines()
print(lst)   #['友谊地久天长,
', '爱一点,
', '可惜我是水瓶座
', '一生中最爱']
for line in lst:
　　print(line.strip())

5. 循环读取. 这种方式是组好的. 每次读取一行内容.不会产生内存溢出的问题.

f = open("../def/哇擦.txt", mode="r", encoding="utf-8")
for line in f:
　　print(line.strip())

注意: 读取完的文件句柄一定要关闭 f.close()
三. 写模式(w, wb)
写的时候注意. 如果没有文件. 则会创建文件, 如果文件存在. 则将原件中原来的内容删除, 再
写入新内容

f = open("小娃娃", mode="w", encoding="utf-8")
f.write("金毛狮王")
f.flush() # 刷新. 养成好习惯
f.close()

尝试读一读

f = open("小娃娃",mode="w",encoding="utf-8")
f.write("金毛狮王")
f.read()     #not readable 模式是w. 不可以执行读操作       
f.flush()
f.close()

wb模式下. 可以不指定打开文件的编码. 但是在写文件的时候必须将字符串转化成utf-8的
bytes数据

f = open("小娃娃", mode="wb")
f.write("金毛狮王".encode("utf-8"))
f.flush()
f.close()

四. 追加(a, ab)
在追加模式下. 我们写入的内容会追加在文件的结尾.

f = open("小娃娃", mode="a", encoding="utf-8")
f.write("麻花藤的最爱")
f.flush()
f.close()

ab模式自己试一试就好了
五. 读写模式(r+, r+b)
对于读写模式. 必须是先读. 因为默认光标是在开头的. 准备读取的. 当读完了之后再进行
写入. 我们以后使用频率最⾼的模式就是r+

注意：

　注意：如果你在读写模式下，先写后读，那么文件就会出问题，因为默认光标是在文件的最开始，你要是先写，则写入的内容会讲原内容覆盖掉，直到覆盖到你写完的内容，然后在后面开始读取。

正确操作是:

f = open("小娃娃", mode="r+", encoding="utf-8")
content = f.read()
f.write("麻花藤的最爱")
print(content)
f.flush()
f.close()
结果:
正常的读取之后, 写在结尾

错误操作:

f = open("小娃娃", mode="r+", encoding="utf-8")
f.write("哈哈")
content = f.read()
print(content)
f.flush()
f.close()
结果: 将开头的内容改写成了"哈哈", 然后读取的内容是后面的内容.

所以记住: r+模式下. 必须是先读取. 然后再写入
六. 写读(w+, w+b)
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

f = open("小娃娃", mode="w+", encoding="utf-8")
f.write("哈哈")
content = f.read()
print(content)
f.flush()
f.close()

有人会说. 先读不就好了么? 错. w+ 模式下, 一开始读取不到数据. 然后写的时候再将原来
的内容清空. 所以, 很少用.
七. 追加读(a+)
a+模式下, 不论先读还是后读. 都是读取不到数据的.

f = open("小娃娃", mode="a+", encoding="utf-8")
f.write("马化腾")
content = f.read()
print(content)
f.flush()
f.close()

还有一些其他的带b的操作. 就不多赘述了. 就是把字符换成字节. 仅此而已

rb模式：以二进制格式打开一个文件用于只读。文件指针将会放在文件的开头。记住下面讲的也是一样，带b的都是以二进制的格式操作文件，他们主要是操作非文字文件：图片，音频，视频等,并且如果你要是带有b的模式操作文件，那么不用声明编码方式。

wb模式：以二进制格式打开一个文件只用于写入。如果该文件已存在则打开文件，并从开头开始编辑，即原有内容会被删除。如果该文件不存在，创建新文件。一般用于非文本文件如：图片，音频，视频等。

举例说明：

我先以rb的模式将一个图片的内容以bytes类型全部读取出来，然后在以wb将全部读取出来的数据写入一个新文件，这样我就完成了类似于一个图片复制的流程。具体代码如下：

f = open("aa.jpg",mode="rb")
content=f.read()
f.close()

f = open("aa1.jpg",mode="wb")
f.write(content)
print(f)
f.close()

方法总结：

#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】

八. 其他相关操作
1. seek(n) 光标移动到n位置, 注意, 移动的单位是byte. 所以如果是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)
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("小娃娃", 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()

2. tell() 使用tell()可以帮我们获取到当前光标在什么位置

f = open("小娃娃", 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
print(f.tell()) # 光标位置9
f.flush()
f.close()

3. truncate() 截断文件

f = open("小娃娃", mode="w", encoding="utf-8")
f.write("哈哈") # 写入两个字符
f.seek(3) # 光标移动到3, 也就是两个字中间
f.truncate() # 删掉光标后面的所有内容
f.close()
f = open("小娃娃", mode="r+", encoding="utf-8")
content = f.read(3) # 读取12个字符
f.seek(4)
print(f.tell())
f.truncate() # 后面的所有内容全部都删掉
# print(content)
f.flush()
f.close()

深坑请注意: 在r+模式下. 如果读取了内容. 不论读取内容多少. 光标显示的是多少. 再写入
或者操作文件的时候都是在结尾进行的操作.
所以如果想做截断操作. 记住了. 要先挪动光标. 挪动到你想要截断的位置. 然后再进行截断
关于truncate(n), 如果给出了n. 则从开头进行截断, 如果不给n, 则从当前位置截断. 后面
的内容将会被删除
九. 修改文件以及另一种打开文件的方式
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.

# 文件修改
import os
with open("小娃娃", mode="r", encoding="utf-8") as f1,
open("小娃娃_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("小娃娃") # 删除源⽂文件
os.rename("小娃娃_new", "小娃娃") # 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

import os
with open("小娃娃", mode="r", encoding="utf-8") as f1,
open("小娃娃_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("小娃娃") # 删除源文件
os.rename("小娃娃_new", "小娃娃") # 重命名新文件

打开文件的另一种方式

咱们打开文件都是通过open去打开一个文件，其实Python也给咱们提供了另一种方式：with open() as .... 的形式，那么这种形式有什么好处呢？

# 1,利用with上下文管理这种方式，它会自动关闭文件句柄。
with open('t1',encoding='utf-8') as f1:
    f1.read()
    
# 2，一个with 语句可以操作多个文件，产生多个文件句柄。
with open('t1',encoding='utf-8') as f1,
        open('Test', encoding='utf-8', mode = 'w') as f2:
    f1.read()
    f2.write('北网欢迎你'）

　　这里要注意一个问题，虽然使用with语句方式打开文件，不用你手动关闭文件句柄，比较省事儿，但是依靠其自动关闭文件句柄，是有一段时间的，这个时间不固定，所以这里就会产生问题，如果你在with语句中通过r模式打开t1文件，那么你在下面又以a模式打开t1文件，此时有可能你第二次打开t1文件时，第一次的文件句柄还没有关闭掉，可能就会出现错误,他的解决方式只能在你第二次打开此文件前，手动关闭上一个文件句柄。

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')