python-文件-笔记

目标

• 文件的概念
• 文件的基本操作
• 文件/文件夹的常用操作
• 文本文件的编码方式

01. 文件的概念

1.1 文件的概念和作用

• 计算机的 文件，就是存储在某种 长期储存设备 上的一段 数据
• 长期存储设备包括：硬盘、U 盘、移动硬盘、光盘...

文件的作用

将数据长期保存下来，在需要的时候使用

CPU	内存	硬盘

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 文本编辑软件 查看
• 本质上还是二进制文件
• 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

02. 文件的基本操作

2.1 操作文件的套路

在 计算机 中要操作文件的套路非常固定，一共包含三个步骤：

1. 打开文件
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/方法

• 在 ​​Python​​ 中要操作文件需要记住 1 个函数和 3 个方法

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	将指定内容写入文件
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 read 方法 —— 读取文件

• ​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：​​read​​ 方法执行后，会把 文件指针 移动到 文件的末尾

# 1. 打开 - 文件名需要注意大小写
file = open("README")

# 2. 读取
text = file.read()
print(text)

# 3. 关闭
file.close()

提示

• 在开发中，通常会先编写 打开 和 关闭 的代码，再编写中间针对文件的 读/写 操作！

文件指针（知道）

• 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

• 默认情况下会移动到 文件末尾

思考

• 如果执行了一次 ​​read​​ 方法，读取了所有内容，那么再次调用 ​​read​​ 方法，还能够获得到内容吗？

答案

• 不能
• 第一次读取之后，文件指针移动到了文件末尾，再次调用不会读取到任何的内容

2.4 打开文件的方式

• ​​open​​ 函数默认以 只读方式 打开文件，并且返回文件对象

语法如下：

f = open("文件名", "访问方式")

访问方式	说明
r	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
w	以只写方式打开文件。如果文件存在会被覆盖。如果文件不存在，创建新文件
a	以追加方式打开文件。如果该文件已存在，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
r+	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
w+	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
a+	以读写方式打开文件。如果该文件已存在，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

提示

• 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

写入文件示例

# 打开文件
f = open("README", "w")

f.write("hello python！\n")
f.write("今天天气真好")

# 关闭文件
f.close()

2.5 按行读取文件内容

• ​​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

​​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("README")

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()

2.6 文件读写案例 —— 复制文件

目标

用代码的方式，来实现文件复制过程



小文件复制

• 打开一个已有文件，读取完整内容，并写入到另外一个文件

# 1. 打开文件
file_read = open("README")
file_write = open("README[复件]", "w")

# 2. 读取并写入文件
text = file_read.read()
file_write.write(text)

# 3. 关闭文件
file_read.close()
file_write.close()

大文件复制

• 打开一个已有文件，逐行读取内容，并顺序写入到另外一个文件

# 1. 打开文件
file_read = open("README")
file_write = open("README[复件]", "w")

# 2. 读取并写入文件
while True:
    # 每次读取一行
    text = file_read.readline()

    # 判断是否读取到内容
    if not text:
        break

    file_write.write(text)

# 3. 关闭文件
file_read.close()
file_write.close()

03. 文件/目录的常用管理操作

• 在 终端 / 文件浏览器、 中可以执行常规的 文件 / 目录 管理操作，例如：

• 创建、重命名、删除、改变路径、查看目录内容、……

• 在 ​​Python​​ 中，如果希望通过程序实现上述功能，需要导入 ​​os​​ 模块

文件操作

序号	方法名	说明	示例
01	rename	重命名文件	​​os.rename(源文件名, 目标文件名)​​
02	remove	删除文件	​​os.remove(文件名)​​

目录操作

序号	方法名	说明	示例
01	listdir	目录列表	​​os.listdir(目录名)​​
02	mkdir	创建目录	​​os.mkdir(目录名)​​
03	rmdir	删除目录	​​os.rmdir(目录名)​​
04	getcwd	获取当前目录	​​os.getcwd()​​
05	chdir	修改工作目录	​​os.chdir(目标目录)​​
06	path.isdir	判断是否是文件	​​os.path.isdir(文件路径)​​

提示：文件或者目录操作都支持 相对路径 和 绝对路径

04. 文本文件的编码格式（科普）

• 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​​ 编码格式
Python 3.x 默认使用 ​​UTF-8​​ 编码格式

4.1 ASCII 编码和 UNICODE 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

• ​​8​​ 个 ​​0/1​​ 的排列组合方式一共有 ​​256​​ 种，也就是 ​​2 ** 8​​

​​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 地球上几乎所有地区的文字
• 大多数汉字会使用 3 个字节 表示
• ​​UTF-8​​ 是 ​​UNICODE​​ 编码的一种编码格式

4.2 Ptyhon 2.x 中如何使用中文

Python 2.x 默认使用 ​​ASCII​​ 编码格式
Python 3.x 默认使用 ​​UTF-8​​ 编码格式

• 在 Python 2.x 文件的 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 *-*

这方式是官方推荐使用的！

• 也可以使用

# coding=utf8

unicode 字符串

• 在 ​​Python 2.x​​ 中，即使指定了文件使用 ​​UTF-8​​ 的编码格式，但是在遍历字符串时，仍然会 以字节为单位遍历 字符串
• 要能够 正确的遍历字符串，在定义字符串时，需要 在字符串的引号前，增加一个小写字母 ​​u​​，告诉解释器这是一个 ​​unicode​​ 字符串（使用 ​​UTF-8​​ 编码格式的字符串）

# *-* coding:utf8 *-*

# 在字符串前，增加一个 `u` 表示这个字符串是一个 utf8 字符串
hello_str = u"你好世界"

print(hello_str)

for c in hello_str:
    print(c)