Python---文件操作

专栏：python
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专栏简介：本专栏主要更新一些python的基础知识，也会实现一些小游戏和通讯录，学时管理系统之类的，有兴趣的朋友可以关注一下。

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思维导图

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前言

像已下载的歌曲，文本文件，图片等，这些数据都是保存在硬盘上的。像我们写的程序中，创建的变量，是在内存中的。

1. 内存的空间更小，硬盘空间更大。
2. 内存的访问更快，硬盘访问慢
3. 内存成本更贵，硬盘成本便宜
4. 内存的数据易丢失，硬盘的数据可以持久化存储

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文件是什么

变量是把数据保存在内存中，如果程序重启，内存中的数据就会丢失，要是想让数据持久化存储，就可以把数据存储到硬盘中，也就是在文件中保存。

像C盘D盘，这里的内容都是硬盘上的内容，也都是文件。

通过文件的后缀名，可以看到文件的类型。

文本文件txt
可执行文件exe
图片文件jpg
视频文件mp4
office文件ppt
等等

文件路径

一个机器上，会存在很多文件，为了让这些文件更方便的被组织，往往会使用很多的文件夹（目录）来整理文件。
实际一个文件往往是放在一些列的目录结构之中的。
为了方便确定一个文件的所在位置，可以使用文件路径来描述。

如pycharm的路径

D:\python\PyCharm Community Edition 2022.3.1

1. D:表示盘符，不区分大小写
2. 每一个\表示一级目录
3. 目录之间的分隔符，可以使用\也可以使用/

以盘符开头的路径，称为绝对路径
除了绝对路径之外，还有相对路径，相对路径需要先指定一个基准目录，然后以基准目录为参照点，简洁的找到目标文件。

文件操作

要使用文件，主要是通过文件来保存数据，并且在后续把保存的数据读取出来，但是要像读写文件，需要先打开文件，读写完之后还要关闭文件

打开文件

使用内建函数open打开一个文件

open('d:/FileOperator/python.txt','r')

1. 第一个参数 是一个字符串，表示要打开的文件的路径
2. 第二个参数是一个字符串，表示打开方式，其中r（read）表示按照读方式打开，w（write）表示按照写方式打开，a（append）表示追加写方式打开，在原内容的末尾追加。
3. 如果打开文件失败，就会抛出异常
4. 返回值是文件对象（文件的内容是在硬盘上的，此处的文件对象是内存上的一个变量，后续的读写文件操作，都是拿着这个文件对象来进行操作的）

f = open('d:/FileOperator/python.txt','r')

关闭文件

使用close方法来关闭已经打开的文件

f.close()

使用完文件一定要记得及时关闭文件。

打开文件，其实是在申请一定的系统资源，不再使用的时候，资源就应该即使释放。
否则就可能会造成文件资源泄露，进一步倒是其他部分的代码无法顺利打开文件了。
正是因为一个系统的资源是有限的，因此一个程序能打开的文件个数，也是有限的。

flist = []
cnt = 0
while True:
    f = open('d:/FileOperator/python.txt', 'r')
    flist.append(f)
    cnt += 1
    print(f'cnt = {cnt}')

只打开不关闭，系统资源再多，也有借完的时候。

文件打开了8189次，当然，在系统中，是可以通过一些设置项，来配置打开文件的最大数目。但无论配置的是多少，都应该及时的关闭文件。

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每个程序在启动时，都会默认打开三个文件

1. 标准输入 键盘 input
2. 标准输出 显示器 print
3. 标准错误 显示器

写文件

文件打开之后，就可以写文件了。

1. 写文件要先打开文件，open第二个参数设为w，
2. 使用write方法写入文件

f = open('d:/FileOperator/python.txt', 'w')
f.write("新年快乐")
f.close()
print(f'文件写入成功')

此时在打开文件。

就可以看到刚刚写入文件的内容.

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如果是使用r方式打开文件，则写入时会抛出异常

f = open('d:/FileOperator/python.txt', 'r')
f.write("新年快乐1")
f.close()

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使用w打开文件成功，就会情况文件原有的数据
使用a实现追加内容，此时原有的内容不会改变，写入的数据会存在于原有的内容的末尾

现在文件中的内容是

f = open('d:/FileOperator/python.txt', 'w')
f.write("新年快乐，新年快乐")
f.close()

可以看到源文件内容被清空了。

f = open('d:/FileOperator/python.txt', 'a')
f.write("hello world 新年快乐，新年快乐")
f.close()

使用a方式写入文件，可以看到，是在文件内容末尾追加的数据。

读文件

读文件内容需要使用r的方式打开文件
使用read方法完成读操作，参数表示读取几个字符

此时文件里是没有内容的，先读入数据。

f = open('d:/FileOperator/python.txt', 'w')


ch : int = 97

for i in range(0,26):
    f.write(chr(i + ch))

f.close()

可以看出，我们往文件里多了了26个字母。
接下来把文件里的内容，输出到屏幕上。

f = open('d:/FileOperator/python.txt', 'r')

fstr = f.read(26)
print(fstr)

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如果文本是多行，可以用for循环一次读取一行。

把数据写到文件里面。

f = open('d:/FileOperator/python.txt', 'r')

fstr = f.read(2)
print(fstr)

当文件中的内容存在中文的时候，读取文件内容不一定顺利。

所谓编码方式，本质上就是使用数字表示汉字，我们知道，计算机只能表示二进制数据，要想表示英文字母，或者汉字，或者其他的符号，都要通过编码，最简单的字符编码就是ascii，使用一个简单的整数就可以表示英文字母和阿拉伯数字，但是要想表示汉字，就需要一个更大的码表，一般常用的汉字编码方式主要是：GBK和UTF-8
必须要保证文章本身的编码方式和python代码中读取文件使用的编码方式匹配，才能避免出现上述问题。
Python3 中默认打开文件的字符集跟随系统, 而Windows 简体中文版的字符集采用了 GBK, 所以如果文件本身是 GBK 的编码, 直接就能正确处理.如果文件本身是其他编码(比如 UTF-8), 那么直接打开就可能出现上述问题。

点击记事本，点击文件，点击另存为，在窗口中可以看到当前文件的编码方式。

如果此处的编码为ANSI，则表示GBK编码
如果此处为UTF-8，则表示UTF-8编码。

此时修改打开文件的代码，给open方法加上encoding参数，显示的指定为和文本相同的字符集，问题即可解决

f = open('d:/FileOperator/python.txt', 'r',encoding = 'UTF-8')

fstr = f.read(2)
print(fstr)

此时就会显示文件中的内容。

f = open('d:/FileOperator/python.txt', 'r',encoding = 'UTF-8')

for line in f:
    print(line)

f.close()

这里为什么会有换行呢？
因为print自带换行，并且文件行末也自带换行，所以会多出一个换行。

可以给print在设定个参数，修改print自动添加换行的行为。

f = open('d:/FileOperator/python.txt', 'r',encoding = 'UTF-8')

for line in f:
    print(line,end='')

f.close()

end参数表示每次打印之后要在末尾加个什么，默认是换行

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使用readlines直接把整个文件内容读取出来，返回一个列表，每个元素即为一行

f = open('d:/FileOperator/python.txt', 'r',encoding = 'UTF-8')

print(f.readlines())

f.close()

\n就是换行符

上下文管理器

打开文件之后，容易忘记关闭文件，Python’中提供了上下文管理器，来帮助程序猿自动关闭文件。

• 使用with语句打开文件
• 当with内部的代码执行完毕之后，就会自动调用关闭的方法

def function():
    f = open('D:/FileOperator/python.txt','r',encoding='UTF-8')
    #代码
    #代码
    #代码
    #代码
    #代码
    #代码
    #代码

当你做一些项目的时候，一个函数中，代码过的多的话，可能会忘记写关闭文件的操作。

def function():
    with  open('D:/FileOperator/python.txt','w',encoding='UTF-8') as f:
        #进行一些与文件有关的代码
        f.write("好好学习")
        if True:
            return

 with  open('D:/FileOperator/python.txt','w',encoding='UTF-8') as f:

这里是with语句里f的效果与
f = open('d:/FileOperator/python.txt', 'r',encoding = 'UTF-8')里的f`的效果是一样的。

最后有一个：代表着又是一个代码块。当with所对应的代码块结束的时候，就会自动执行关闭文件的操作。