12 文件读写

12.1 编码格式

常见的字符编码格式：

• Python的解释器使用Unicode（内存）
• .py文件在磁盘上使用UTF-8（外存）

# encoding = gbk
# 设置编码格式，encoding = gbk必须在第一行
print("你好，中国")

12.2 文件读写原理

文件的读写俗称“IO操作”（和Java的IO好像）

读写操作流程：

 Python操作文件——>打开或新建文件——>读、写文件——>关闭资源

12.3 文件读写操作

内置函数open()创建文件对象，格式为：

file = open(file_name[,mode,encoding])
# file为被创建的文件对象，file_name要打开的文件，mode打开模式默认只读，encoding编码格式，默认为gbk

file = open('a.txt', 'r', encoding='utf-8')  # a.txt的内容就是哈哈哈
print(file.readlines())
file.close()  # 结果为：['哈哈哈']

12.4 常用的文件打开模式

（确认过眼神，和Java很像！！！）按文件中数据的组织形式，文件分为以下两大类：

• 文本文件：存储的是普通“字符”文本，默认为unicode字符集，可以使用记事本程序打开
• 二进制文件：把数据内容用“字节”进行存储，无法用记事本打开，必须使用专用的软件打开，比如mp3文件、jpg图片等。

mode（打开模式）	描述
r	以只读模式打开文件，文件的指针将会放在文件的开头
w	以只写模式打开文件，如果文件不存在则创建，如果文件存在，则覆盖原有内容，文件指针在文件的开头
a	以追加模式打开文件，如果文件不存在则创建，文件指针在文件开头，如果文件存在，则在文件末尾追加内容，文件指针在原文件末尾
b	以二进制方式打开文件，不能单独使用，需要与其它模式一起使用，rb或者wb
+	以读写方式打开文件，不能单独使用，需要与其它模式一起使用，a+

file = open('b.txt', 'w', encoding='utf-8')
file.write('hello!')
file.close()  # 会增加一个b.txt文件

src_file = open('1.jpeg', 'rb')
target_file = open('copy_1.jpeg', 'wb')
target_file.write(src_file.read())
target_file.close()
src_file.close()  # 边读边写

12.5 文件对象常用的方法

方法名	说明
read([size])	从文件中读取size个字节或字符的内容返回。若省略[size]，则读取到文件末尾，即一次读取文件所有内容
readline()	从文本文件中读取一行内容
readlines()	把文本文件中每一行都作为独立的字符串对象，并将这些对象放入列表返回
write(str)	将字符串str内容写入文件
writelines(s_list)	将字符串列表s_list写入文本文件，不添加换行符
seek(offset[,whence])	把文件指针移动到新的位置，offset表示相对于whence的位置： offset：为正往结束方向移动，为负往开始方向移动 whence不同的值代表不同的含义： 0：从文件头开始计算（默认值） 1：从当前位置开始计算 2：从文件尾开始计算
tell()	返回文件指针的当前位置
flush()	把缓冲区的内容写入文件，但不关闭文件
close()	把缓冲区的内容写入文件，同时关闭文件，释放文件对象相关资源

file = open('a.txt', 'r', encoding='utf-8')  # a.txt内容为：哈哈哈你真好看
file.seek(3)  # utf-8 中文字符占三个字节！
print(file.read())  # 结果为：哈哈你真好看
print(file.tell())  # 结果为：21
file.close()

注意：向文件中写入数据的时候，python并不会立刻写入，而是会写到缓冲区，等待清空的时候写入文件，清空之后无论使用多少次write都会在末尾写入而不是重新覆盖。而flush可以将缓存区内容写入文件并清空缓存区，从而达到不用close文件就能写入文件。

12.6 with语句（上下文管理器）

with语句可以自动管理上下文资源，不论什么原因跳出with块，都能确保文件正确的关闭，以此来达到释放资源的目的。语句格式如下：

with open(file_name[,mode,encoding]) as src_file:
    src_file.read()
# 结束后，不用写src_file.close()，with语句会解决
# open方法的返回值赋值给变量src_file，当离开with代码块的时候，系统会自动调用src_file.close()。

上下文管理器协议：

• __enter__()：进入上下文管理器执行的方法
• __exit__()：退出上下文管理器执行的方法

使用with语句后，调用__enter__()和__exit__()过程为：在进入到上下文时，会自动调用__enter__()方法，程序正常执行完成或出现异常中断的时候，就会调用 __exit__()方法。

class Context_demo:
    def __enter__(self):
        print('hello，我先进入！')
        
    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        print('输出完Python，我才输出！')
#  __exit__ 函数中这三个参数：exc_type：异常类型；exc_val：异常值；exc_tb：异常的错误栈信息；
# 如果没有异常则三个参数都是None

with Context_demo() as src_file:
    print('Python')
'''结果为：
hello，我先进入！
Python
输出完Python，我才输出！
'''

类遵守了上下文管理器协议，那么该类的实例对象就称为上下文管理器。也就是上面代码的例子，Context_demo就是类，with Context_demo() as src_file中，src_file就是该类的对象！（为什么有上下文管理器：可以以一种更加优雅的方式，操作（创建/获取/释放）资源，如文件操作、数据库连接； 可以以一种更加优雅的方式，处理异常。简单理解就是：含有__enter__和__exit__方法的对象就是上下文管理器。）

with open('1.jpeg', 'rb') as src_file:
    with open('copy_2.jpeg', 'wb') as target_file:
        target_file.write(src_file.read())
# 跟上一次图片复制对比，它不需要关闭文件！

12.7 目录操作

os模块是Python内置的与操作系统功能和文件系统相关的一个模块，该模块中语句的执行结果通常与操作系统有关，在不同的个操作系统上运行，得到的结果可能不一样。os模块与os.path模块用于对目录或文件进行操作。

12.7.1 os模块

import os
# 打开记事本和计算器是命令
os.system('notepad.exe')  # 打开记事本
os.system('calc.exe')  # 打开计算器
# 直接去调用可执行文件
os.startfile(r'C:\Program Files (x86)\Tencent\QQ\Bin\qq.exe')  # 打开qq

函数	说明
getcwd()	返回当前的工作目录
listdir(path)	返回指定路径下的文件和目录信息
mkdir(path[,mode])	创建目录
makedirs(path1/path2...[,mode])	创建多级目录
rmdir(path)	删除目录
removedirs(path1/path2...)	删除多级目录
chdir(path)	将path设置为当前工作目录
walk()	用来获取指定路径下所有文件

（该说不说，梦回学linux了[狗头]）

import os
print(os.getcwd())  # 结果为：D:\py_works\encoding
file_dir = os.listdir('../booknote')
print(file_dir)
os.makedirs('A/B/C')  # 在当前目录下新建了A，A里有B，B里有C
# os.walk()返回的是一个对象
for dirpath, dirname, filename in list_files:
    print(dirpath)
    print(dirname)
    print(filename)
    print('----------可爱的分割线-----------')
'''
结果为：
D:\py_works\encoding # 解析：这是第一层循环，当前目录下的路径、子目录和文件
['demo']
['1.jpeg', 'a.txt', 'b.txt', 'copy_1.jpeg', 'copy_2.jpeg', 'demo_1.py', 'demo_2.py', 'demo_3.py', 'demo_4.py', 'demo_5.py', 'demo_6.py', 'demo_7.py', 'demo_8.py', 'demo_9.py']
----------可爱的分割线-----------
D:\py_works\encoding\demo  # 解析：这是第二层循环，子目录下的路径、子目录和文件
[]
['A.py', 'B.py']
----------可爱的分割线-----------
'''
for dirpath1, dirname1, filename1 in list_files:
    for dir in dirname1:
        print(os.path.join(dirpath1, dir))  # 把当前目录路径和子目录名连接并输出
    for files in filename1:
        print(os.path.join(dirpath1, files))  # 把当前目录路径和文件名连接并输出
    print('----------可爱的分割线-----------')  
# 第1次外层循环做到了当前目录下，当前目录路径名与子目录名、文件名的连接并输出
# 第2次外层循环做到了子目录下，当前目录路径名与子路径名（在我这里也就是demo目录下没有子目录）、文件名的连接并输出
'''
结果为：
D:\py_works\encoding\demo
D:\py_works\encoding\1.jpeg
D:\py_works\encoding\a.txt
D:\py_works\encoding\b.txt
D:\py_works\encoding\copy_1.jpeg
D:\py_works\encoding\copy_2.jpeg
D:\py_works\encoding\demo_1.py
D:\py_works\encoding\demo_2.py
D:\py_works\encoding\demo_3.py
D:\py_works\encoding\demo_4.py
D:\py_works\encoding\demo_5.py
D:\py_works\encoding\demo_6.py
D:\py_works\encoding\demo_7.py
D:\py_works\encoding\demo_8.py
D:\py_works\encoding\demo_9.py
----------可爱的分割线-----------
D:\py_works\encoding\demo\A.py
D:\py_works\encoding\demo\B.py
----------可爱的分割线-----------
'''

我们经常见到形如‘./path’或‘../path’的路径，其中的一个.表示当前所处的文件夹的绝对路径；两个.表示当前所处的文件夹上一级文件夹的绝对路径 。补充一下python中关于路径的知识，我们常用'/‘来表示相对路径，'\‘来表示绝对路径，例如：/data/bbb.txt表示相对路径；D:\user\a.txt则表示绝对路径（注：网页网址和linux、unix系统下一般都用'/‘）

12.7.2 os.path模块

os.path模块操作目录相关函数

函数	说明
abspath(path)	用于获取文件或目录的绝对路径
exists(path)	用于判断文件或目录是否存在，如果存在返回True，否则返回False
join(path, name)	将目录与目录或者文件名拼起来
split()	分离目录和文件名
splitext()	分离文件名和扩展名
basename(path)	从一个目录中提起文件名
dirname(path)	从一个路径中提取文件路径，不包括文件名
isdir(path)	用于判断是否为路径

abspath(path)只会单纯的获取文件或目录的绝对路径，即使文件不存在，也不会报错且仍会正常返回路径。根据这个特性可以将参数path传入空字符串，会返回代码工作目录（在没有重设工作目录时，等同于os.getcwd()，ps：传入空字符串时，返回的目录不会加上\）

import os.path
print(os.path.abspath('demo_7.py'))
print(os.path.abspath(''))  # 参数path为空字符串时，会返回代码工作目录
print(os.path.exists('demo_7.py'), os.path.exists('demo_8.py'))  # demo_7.py存在则为True，demo_8.py不存在则为False
# 结果为：True False
print(os.path.join('D:\\Python', 'demo_8.py'))  # 结果为：D:\Python\demo_8.py
print(os.path.split('D:\\py_works\\encoding\\demo_7.py'))  # 结果为：('D:\\py_works\\encoding', 'demo_7.py')
print(os.path.splitext('demo_7.py'))  # 结果为：('demo_7', '.py')
print(os.path.basename('D:\\py_works\\encoding\\demo_7.py'))  # 结果为：demo_7.py
print(os.path.dirname('D:\\py_works\\encoding\\demo_7.py'))  # 结果为：D:\py_works\encoding
print(os.path.isdir('D:\\py_works\\encoding\\demo_7.py'))  # 结果为：False
print(os.path.isdir('D:\\py_works\\encoding'))  # 结果为：True