Python学习笔记10——文件操作相关
文章目录
- 前言
- 一、函数和模块
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- 1.1 函数
- 1.2 模块
- 二、文件操作
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- 2.1 文件打开和关闭
- 2.2 文件内容读取
- 2.3 判断文件是否存在
- 2.4 写文件
- 2.5 文件定位
- 2.6 重命名或删除文件
- 2.7 创建、删除或更改目录
- 三、file对象常用方法补充
-
- 3.1 Python3 File flush() 方法
- 3.2 Python3 File readline() 方法
- 3.3 Python3 File readlines() 方法
- 3.4 Python3 File seek() 方法
- 3.5 Python3 File writelines() 方法
- 四、with 关键字用于文件打开
前言
从本章开始，我们进入python学习的第二阶段，主要讲解python语言中函数与模块的部分。这一章主要讲解python语言中关于文件操作的内容。
一、函数和模块
1.1 函数
函数是每一门编程语言中必须要掌握的内容，一个函数往往会实现一个功能，并且该功能往往会被多次使用，函数的存在意义在于减少代码量，提高程序员写代码的效率。
python中的函数分为以下两种类型:
- 内置函数
内置函数在python中有很多，比如len()、bin()、oct()、hex()等等，在编写程序时，无需声明或者定义，也无需引入专门的模块，直接就可以调用。 - 自定义函数
自定义函数往往是程序员为了实现某些功能自己编写的代码块。
def send_email():
# 写了10行代码，实现了发送邮件。
pass
send_email()
# 定义了一个函数，功能代码块
def send_email():
# 写了10行代码，实现了发送邮件。
pass
goods = [
{"name": "电脑", "price": 1999},
{"name": "鼠标", "price": 10},
{"name": "游艇", "price": 20},
{"name": "美女", "price": 998}
]
for index in range(len(goods)):
item = goods[index]
print(index + 1, item['name'], item['price'])
# 调用并执行函数
send_email()
while True:
num = input("请输入要选择的商品序号(Q/q)：") # "1"
if num.upper() == "Q":
break
if not num.isdecimal():
print("用输入的格式错误")
break
num = int(num)
send_email()
if num > 4 or num < 0:
print("范围选择错误")
break
target_index = num - 1
choice_item = goods[target_index]
print(choice_item["name"], choice_item['price'])
send_email()
1.2 模块
模块是机场各部分了很多功能的函数集合。
- 内置模块,Python内部帮助我们提供好的模块。
import random
num = random.randint(0,19)
import decimal
v1 = decimal.Decimal("0.1")
v2 = decimal.Decimal("0.2")
v3 = v1 + v2
print(v3) # 0.3
- 第三方模块，比如tensorflow、numpy等等。
- 自定义模块。
二、文件操作
在学习文件操作之前，先来回顾一下编码的相关以及相关数据类型的知识。
-
字符串类型（str），在程序中用于表示文字信息，本质上是unicode编码中的二进制。
name = "武沛齐" -
字节类型（bytes）
-
可表示文字信息，本质上是utf-8/gbk等编码的二进制（对unicode进行压缩，方便文件存储和网络传输。）
name = "武沛齐" data = name.encode('utf-8') print(data) # b'\xe6\xad\xa6\xe6\xb2\x9b\xe9\xbd\x90' result = data.decode('utf-8') print(result) # "武沛齐" -
可表示原始二进制（图片、文件等信息）
-
2.1 文件打开和关闭
对于文件的打开与关闭，需要使用python的内置文件打开函数open()以及关闭函数close()，两个函数往往搭配在一起使用。open()函数返回的是一个文件对象。
Python 提供了必要的函数和方法进行默认情况下的文件基本操作。你可以用 file 对象做大部分的文件操作。
open 函数
你必须先用Python内置的open()函数打开一个文件，创建一个file对象，相关的方法才可以调用它进行读写。
语法：
file object = open(file_name [, access_mode][, buffering])
各个参数的细节如下：
- file_name：file_name变量是一个包含了你要访问的文件名称的字符串值。
- access_mode：access_mode决定了打开文件的模式：只读，写入，追加等。所有可取值见如下的完全列表。这个参数是非强制的，默认文件访问模式为只读®。
- buffering:如果buffering的值被设为0，就不会有寄存。如果buffering的值取1，访问文件时会寄存行。如果将buffering的值设为大于1的整数，表明了这就是的寄存区的缓冲大小。如果取负值，寄存区的缓冲大小则为系统默认。
不同模式打开文件的完全列表：
| 模式 | 描述 |
|---|---|
| t | 文本模式 |
| x | 写模式，新建一个文件，如果该文件已存在则会报错。 |
| + | 打开一个文件进行更新(可读可写)。 |
| 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。 |
| rb | 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。这是默认模式。一般用于非文本文件如图片等。 |
| r+ | 打开一个文件用于读写。文件指针将会放在文件的开头。 |
| rb+ | 以二进制格式打开一个文件用于读写。文件指针将会放在文件的开头。一般用于非文本文件如图片等。 |
| w | 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。 |
| wb | 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等。 |
| w+ | 打开一个文件用于读写。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。 |
| wb+ | 以二进制格式打开一个文件用于读写。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等。 |
| a | 打开一个文件用于追加。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。也就是说，新的内容将会被写入到已有内容之后。如果该文件不存在，创建新文件进行写入。 |
| ab | 以二进制格式打开一个文件用于追加。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。也就是说，新的内容将会被写入到已有内容之后。如果该文件不存在，创建新文件进行写入。 |
| a+ | 打开一个文件用于读写。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。文件打开时会是追加模式。如果该文件不存在，创建新文件用于读写。 |
| ab+ | 以二进制格式打开一个文件用于追加。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。如果该文件不存在，创建新文件用于读写。 |
下图很好的总结了这几种模式：
| 模式 | r | r+ | w | w+ | a | a+ |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 读 | + | + | + | + | ||
| 写 | + | + | + | + | + | |
| 创建 | + | + | + | + | ||
| 覆盖 | + | + | ||||
| 指针在开始 | + | + | + | + | ||
| 指针在结尾 | + | + |
File对象的属性
一个文件被打开后，你有一个file对象，你可以得到有关该文件的各种信息。
以下是和file对象相关的所有属性的列表（注意不是方法）：
| 属性 | 描述 |
|---|---|
| file.closed | 返回true如果文件已被关闭，否则返回false。 |
| file.mode | 返回被打开文件的访问模式。 |
| file.name | 返回文件的名称。 |
| file.softspace | 如果用print输出后，必须跟一个空格符，则返回false。否则返回true。 |
代码示例
# -*- coding: UTF-8 -*-
# 打开一个文件
fo = open("foo.txt", "w")
print "文件名: ", fo.name
print "是否已关闭 : ", fo.closed
print "访问模式 : ", fo.mode
print "末尾是否强制加空格 : ", fo.softspace
#输出
文件名: foo.txt
是否已关闭 : False
访问模式 : w
末尾是否强制加空格 : 0
close()方法
File 对象的 close（）方法刷新缓冲区里任何还没写入的信息，并关闭该文件，这之后便不能再进行写入。
当一个文件对象的引用被重新指定给另一个文件时，Python 会关闭之前的文件。用 close（）方法关闭文件是一个很好的习惯。
语法：
fileObject.close()
# 打开一个文件
fo = open("foo.txt", "w")
print "文件名: ", fo.name
# 关闭打开的文件
fo.close()
#输出：
文件名: foo.txt
2.2 文件内容读取
read()方法
read（）方法从一个打开的文件中读取一个字符串。需要重点注意的是，Python字符串可以是二进制数据，而不是仅仅是文字。也就是说，如果是以文本模式打开，那么读取的最小单位是字符。如果打开的方式为二进制模式，那么读取的最小单位就是字节。
语法：
fileObject.read([count])
在这里，被传递的参数是要从已打开文件中读取的字符/字节计数。该方法从文件的开头开始读入，如果没有传入count，它会尝试尽可能多地读取更多的内容，很可能是直到文件的末尾。
代码示例
# -*- coding: UTF-8 -*-
# 打开一个文件
fo = open("foo.txt", "r+")
str = fo.read(10)
print "读取的字符串是 : ", str
# 关闭打开的文件
fo.close()
# 1.打开文件
# - 路径：
# 相对路径：'file/info.txt'
# 绝对路径：'F:\python路飞学习\python项目-模块二\file\info.txt'
# - 模式
# rb，表示读取文件原始的二进制（r, 读 read；b, 二进制 binary；）
# 1.打开文件
file_object = open('file/info.txt', mode='rb')
# 2.读取文件内容，并赋值给data
data = file_object.read()
# 3.关闭文件
file_object.close()
print(data) # b'alex-123\n\xe6\xad\xa6\xe6\xb2\x9b\xe9\xbd\x90-123'
text = data.decode("utf-8")
print(text)
在当前目录中创建一个py文件用于文件读取，需要读取的文件时放在file文件夹中的info.txt文件。open()函数中第一个参数是文本路径，这里使用使用的是相对路径，也可以使用绝对路径。由于pycharm在打开项目时，当前目录已经默认进入到了项目的目录之中，所以使用相对路径不会报错。但是如果在终端没有进入项目目录而直接运行该脚本，则会找不到文本文件，需要注意。
file_object = open('a1.png', mode='rb')
data = file_object.read()
file_object.close()
print(data) # \x91\xf6\xf2\x83\x8aQFfv\x8b7\xcc\xed\xc3}\x7fT\x9d{.3.\xf1{\xe8\...
补充
在liunx或者mac系统中，文件路径的分隔符为/，卸载字符串中不会被转义，但是对于windows系统，文件路径的分隔符是```，默认情况下，会被字符串转义，因此在windows系统下写文件路径时，可以使用以下两种方法解决该问题：
- 字符串加r，例如
file_object = open(r'C:\new\info.txt', mode='rt', encoding='utf-8') - 使用
\\来代替\，例如file_object = open('C:\\new\\info.txt', mode='rt', encoding='utf-8')
2.3 判断文件是否存在
调用os模块中的exists函数判断文件路径是否存在：
# 判断路径是否存在？
import os
file_path = "/Users/wupeiqi/PycharmProjects/luffyCourse/day09/info.txt"
exists = os.path.exists(file_path)
if exists:
# 1.打开文件
file_object = open('infower.txt', mode='rt', encoding='utf-8')
# 2.读取文件内容，并赋值给data
data = file_object.read()
# 3.关闭文件
file_object.close()
print(data)
else:
print("文件不存在")
2.4 写文件
write()方法
write()方法可将任何字符串写入一个打开的文件。需要重点注意的是，Python字符串可以是二进制数据，而不是仅仅是文字。
write()方法不会在字符串的结尾添加换行符(’\n’)。
语法：
fileObject.write(string)
在这里，被传递的参数是要写入到已打开文件的内容。
代码示例
# -*- coding: UTF-8 -*-
# 打开一个文件
fo = open("foo.txt", "w")
fo.write( "www.runoob.com!\nVery good site!\n")
# 关闭打开的文件
fo.close()
上述方法会创建foo.txt文件，并将收到的内容写入该文件，并最终关闭文件。如果你打开这个文件，将看到以下内容:
$ cat foo.txt
www.runoob.com!
Very good site!
# 1.打开文件
# - 路径：
# 相对路径：'file/info.txt'
# 绝对路径：'F:\python路飞学习\python项目-模块二\file\info.txt'
# - 模式
# w，表示写文件
# 1.打开文件
file_object = open('file/info.txt', mode='wt',encoding="utf-8")# 注意encoding参数最好写清楚
# 2.写文件内容
file_object.write("小香猪爱学习！！！！！！！！")
# 3.关闭文件
file_object.close()
# 1.打开文件
# 路径：t1.txt
# 模式：wb（要求写入的内容需要是字节类型）
file_object = open("t1.txt", mode='wb')
# 2.写入内容
file_object.write( "武沛齐".encode("utf-8") )
# 3.文件关闭
file_object.close()
file_object = open("t1.txt", mode='wt', encoding='utf-8')
file_object.write("武沛齐")
file_object.close()
还可以写图片文件，注意对于非文本文件，最好使用字节类型对文件进行打开：
f1 = open('a1.png',mode='rb')
content = f1.read()
f1.close()
f2 = open('a2.png',mode='wb')
f2.write(content)
f2.close()
基础案例
# 案例1：用户注册
user = input("请输入用户名：")
pwd = input("请输入密码：")
data = "{}-{}".format(user, pwd)
file_object = open("files/info.txt", mode='wt', encoding='utf-8')
file_object.write(data)
file_object.close()
# 案例2：多用户注册
# w写入文件，先清空文件；再在文件中写入内容。
file_object = open("files/info.txt", mode='wt', encoding='utf-8')
while True:
user = input("请输入用户名：")
if user.upper() == "Q":
break
pwd = input("请输入密码：")
data = "{}-{}\n".format(user, pwd)
file_object.write(data)
file_object.close()
利用爬虫获取数据并写入文件：
# 案例1：去网上下载一点文本，文本信息写入文件。
import requests
res = requests.get(
url="https://movie.douban.com/j/search_subjects?type=movie&tag=%E7%83%AD%E9%97%A8&sort=recommend&page_limit=20&page_start=20",
headers={
"User-Agent": "Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_15_7) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/87.0.4280.88 Safari/537.36"
}
)
# 网络传输的原始二进制信息（bytes）
# res.content
file_object = open('files/log1.txt', mode='wb')
file_object.write(res.content)
file_object.close()
# 案例2：去网上下载一张图片，图片写入本地文件。
import requests
res = requests.get(
url="https://hbimg.huabanimg.com/c7e1461e4b15735fbe625c4dc85bd19904d96daf6de9fb-tosv1r_fw1200",
headers={
"User-Agent": "Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_15_7) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/87.0.4280.88 Safari/537.36"
}
)
# 网络传输的原始二进制信息（bytes）
# res.content
file_object = open('files/图片.png', mode='wb')
file_object.write(res.content)
file_object.close()
2.5 文件定位
tell()方法告诉你文件内的当前位置, 换句话说，下一次的读写会发生在文件开头这么多字节之后。
seek（offset [,from]）方法改变当前文件的位置。
- Offset变量表示要移动的字节数。
- From变量指定开始移动字节的参考位置。
如果from被设为0，这意味着将文件的开头作为移动字节的参考位置。如果设为1，则使用当前的位置作为参考位置。如果它被设为2，那么该文件的末尾将作为参考位置。
一定要注意的是，中文字符一般占用三个字节，英文字符一般占用一个字节，所以读取一个中文字符光标会移动三个字符！
file_object = open('file/info.txt', mode='r+',encoding="utf-8")
# 2.写文件内容
data = file_object.read(4)
print(data)
print(file_object.tell())
# 3.关闭文件
file_object.close()
#输出
小香a猪
10 #三个中文字符加一个英文字符，一共3*3+1=10个字节
2.6 重命名或删除文件
Python的os模块提供了帮你执行文件处理操作的方法，比如重命名和删除文件。要使用这个模块，你必须先导入它，然后才可以调用相关的各种功能。
rename() 方法
rename() 方法需要两个参数，当前的文件名和新文件名。
语法：
os.rename(current_file_name, new_file_name)
例子：
下例将重命名一个已经存在的文件test1.txt。
# -*- coding: UTF-8 -*-
import os
# 重命名文件test1.txt到test2.txt。
os.rename( "test1.txt", "test2.txt" )
remove()方法
你可以用remove()方法删除文件，需要提供要删除的文件名作为参数。
语法：
os.remove(file_name)
例子：
下例将删除一个已经存在的文件test2.txt。
# -*- coding: UTF-8 -*-
import os
# 删除一个已经存在的文件test2.txt
os.remove("test2.txt")
2.7 创建、删除或更改目录
所有文件都包含在各个不同的目录下，不过Python也能轻松处理。os模块有许多方法能帮你创建，删除和更改目录。
mkdir()方法
可以使用os模块的mkdir()方法在当前目录下创建新的目录们。你需要提供一个包含了要创建的目录名称的参数。
语法：
os.mkdir("newdir")
例子：
下例将在当前目录下创建一个新目录test。
# -*- coding: UTF-8 -*-
import os
# 创建目录test
os.mkdir("test")
chdir()方法
可以用chdir()方法来改变当前的目录。chdir()方法需要的一个参数是你想设成当前目录的目录名称。
语法：
os.chdir("newdir")
例子：
下例将进入"/home/newdir"目录。
# -*- coding: UTF-8 -*-
import os
# 将当前目录改为"/home/newdir"
os.chdir("/home/newdir")
getcwd()方法：
getcwd()方法显示当前的工作目录。
语法：
os.getcwd()
例子：
下例给出当前目录：
# -*- coding: UTF-8 -*-
import os
# 给出当前的目录
print os.getcwd()
rmdir()方法
rmdir()方法删除目录，目录名称以参数传递。
在删除这个目录之前，它的所有内容应该先被清除。
语法：
os.rmdir('dirname')
例子：
以下是删除" /tmp/test"目录的例子。目录的完全合规的名称必须被给出，否则会在当前目录下搜索该目录。
# -*- coding: UTF-8 -*-
import os
# 删除”/tmp/test”目录
os.rmdir( "/tmp/test" )
三、file对象常用方法补充
3.1 Python3 File flush() 方法
概述
flush() 方法是用来刷新缓冲区的，即将缓冲区中的数据立刻写入文件，同时清空缓冲区，不需要是被动的等待输出缓冲区写入。
一般情况下，文件关闭后会自动刷新缓冲区，但有时你需要在关闭前刷新它，这时就可以使用 flush() 方法。
语法
flush() 方法语法如下：
fileObject.flush();
参数
无
返回值
该方法没有返回值。
实例
以下实例演示了 flush() 方法的使用：
# 打开文件
fo = open("runoob.txt", "wb")
print ("文件名为: ", fo.name)
# 刷新缓冲区
fo.flush()
# 关闭文件
fo.close()
# 以上实例输出结果为：
文件名为: runoob.txt
3.2 Python3 File readline() 方法
概述
readline() 方法用于从文件读取整行，包括 “\n” 字符。如果指定了一个非负数的参数，则返回指定大小的字节数，包括 “\n” 字符。
语法
readline() 方法语法如下：
fileObject.readline();
参数
- size – 从文件中读取的字节数。
返回值
返回从字符串中读取的字节。
实例
以下实例演示了 readline() 方法的使用：
文件 runoob.txt 的内容如下：
1:www.runoob.com
2:www.runoob.com
3:www.runoob.com
4:www.runoob.com
5:www.runoob.com
读取文件的内容：
实例
# 打开文件
fo = open("runoob.txt", "r+")
print ("文件名为: ", fo.name)
line = fo.readline()
print ("读取第一行 %s" % (line))
line = fo.readline(5)
print ("读取的字符串为: %s" % (line))
# 关闭文件
fo.close()
#以上实例输出结果为：
文件名为: runoob.txt
读取第一行 1:www.runoob.com
读取的字符串为: 2:www
3.3 Python3 File readlines() 方法
概述
readlines() 方法用于读取所有行(直到结束符 EOF)并返回列表，该列表可以由 Python 的 for… in … 结构进行处理。 如果碰到结束符 EOF 则返回空字符串。
如果碰到结束符 EOF 则返回空字符串。
语法
readlines() 方法语法如下：
fileObject.readlines()
参数
无。
返回值
返回列表，包含所有的行。
实例
以下实例演示了 readline() 方法的使用：
文件 runoob.txt 的内容如下：
1:www.runoob.com
2:www.runoob.com
3:www.runoob.com
4:www.runoob.com
5:www.runoob.com
循环读取文件的内容：
# 打开文件
fo = open("runoob.txt", "r")
print ("文件名为: ", fo.name)
for line in fo.readlines(): #依次读取每行
line = line.strip() #去掉每行头尾空白
print ("读取的数据为: %s" % (line))
# 关闭文件
fo.close()
以上实例输出结果为：
文件名为: runoob.txt
读取的数据为: 1:www.runoob.com
读取的数据为: 2:www.runoob.com
读取的数据为: 3:www.runoob.com
读取的数据为: 4:www.runoob.com
读取的数据为: 5:www.runoob.com
补充：循环，读大文件（readline加强版）【常见】
f = open('info.txt', mode='r', encoding='utf-8')
for line in f:
print(line.strip())
f.close()
3.4 Python3 File seek() 方法
概述
seek() 方法用于移动文件读取指针到指定位置。
语法
seek() 方法语法如下：
fileObject.seek(offset[, whence])
参数
- offset – 开始的偏移量，也就是代表需要移动偏移的字节数，如果是负数表示从倒数第几位开始。
- whence：可选，默认值为 0。给 offset 定义一个参数，表示要从哪个位置开始偏移；0 代表从文件开头开始算起，1
代表从当前位置开始算起，2 代表从文件末尾算起。
返回值
如果操作成功，则返回新的文件位置，如果操作失败，则函数返回 -1。
实例
以下实例演示了 seek() 方法的使用：
>>> f = open('workfile', 'rb+')
>>> f.write(b'0123456789abcdef')
16
>>> f.seek(5) # 移动到文件的第六个字节
5
>>> f.read(1)
b'5'
>>> f.seek(-3, 2) # 移动到文件倒数第三个字节
13
>>> f.read(1)
b'd'
文件 runoob.txt 的内容如下：
1:www.runoob.com
2:www.runoob.com
3:www.runoob.com
4:www.runoob.com
5:www.runoob.com
循环读取文件的内容：
# 打开文件
fo = open("runoob.txt", "r+")
print ("文件名为: ", fo.name)
line = fo.readline()
print ("读取的数据为: %s" % (line))
# 重新设置文件读取指针到开头
fo.seek(0, 0)
line = fo.readline()
print ("读取的数据为: %s" % (line))
# 关闭文件
fo.close()
#以上实例输出结果为：
文件名为: runoob.txt
读取的数据为: 1:www.runoob.com
读取的数据为: 1:www.runoob.com
3.5 Python3 File writelines() 方法
概述
writelines() 方法用于向文件中写入一序列的字符串。
这一序列字符串可以是由迭代对象产生的，如一个字符串列表。
换行需要制定换行符 \n。
语法
writelines() 方法语法如下：
fileObject.writelines( [ str ])
参数
- str – 要写入文件的字符串序列。
返回值
该方法没有返回值。
实例
以下实例演示了 writelines() 方法的使用：
# 打开文件
fo = open("test.txt", "w")
print ("文件名为: ", fo.name)
seq = ["小香猪爱学习\n", "小香猪还有钱"]
fo.writelines( seq )
# 关闭文件
fo.close()
以上实例输出结果为：
文件名为: test.txt
查看文件内容：
$ cat test.txt
小香猪爱学习
小香猪还有钱
四、with 关键字用于文件打开
为了防止程序在文件打开后中途出现错误导致程序崩溃，文件最终没有关闭的情况发生，导致文件数据丢失或受损，我们选择将文件关闭的恰当时机交给python解释器来决定更为保险。
with open("xxxx.txt", mode='rb') as file_object:
data = file_object.read()
print(data)
在Python 2.7 后，with又支持同时对多个文件的上下文进行管理，即：
with open("xxxx.txt", mode='rb') as f1, open("xxxx.txt", mode='rb') as f2:
pass