day14_Python基础内容—数据持久化、文件操作、数据持久化方法
Python学习第14天。
学习内容：数据持久化、文件操作、数据持久化方法。
一、数据持久化
问题1：什么是数据持久化？为什么要持久化？
计算机存储空间分为：运行内存和磁盘两种。
程序中产生的数据默认都是保存在运行内存中，存储在运行内存中的数据在程序结束后会自动销毁。
如果将数据存储到磁盘中，那么数据除非手动删除或者磁盘损坏，否则会一直存在，实现了数据的持久保存，存储在磁盘中的数据可以反复使用。磁盘存储数据的基本单位是文件。
数据持久化指的就是将程序中的数据以文件的形式保存到磁盘中。
为什么要持久化？ 持久化技术封装了数据访问细节，为大部分业务逻辑提供面向对象的应用程序接口(Application Programming Interface，API)。1.通过持久化技术可以减少访问数据库数据次数，提高程序的执行效率； 2.代码重用性高，能够完成大部分数据库操作； 3.松散耦合，使持久化不依赖于底层数据库和上层业务逻辑实现，更换数据库时只需修改配置文件而不用修改代码。
问题2：常见的数据持久化工具有哪些？
常见数据持久化工具：
数据库(.db、.sqlite)、json文件(.json)、xml文件(.xml)、plist文件(.plist)、普通文本文件(.txt)、
excel文件(.xls、.xlsx)、csv文件(.csv)。
二、文件操作
问题1：什么是文件？
文件是计算机磁盘存储数据的基本单位。文件操作是基于文件的，文件操作的核心是：读和写。文件的存在实现了将数据持久地保存在磁盘中，可以实现对硬件的操作。
问题2：文件操作的流程是什么？
文件操作就是操作文件内容。文件操作的基本流程为：
打开文件 —> 操作文件（读操作、写操作）—>关闭文件
1.打开文件
open(file, mode='1', *, encoding=None) — 以指定方式打开指定文件，返回一个文件对象。
(1)参数file — 字符串，文件路径，用来确定要打开的是哪个文件。文件路径就是文件在计算中具体的完整位置
①绝对路径：文件在计算机中的全路径。
②相对路径：用 . 表示当前目录（当前目录指的是当前代码文件所在的目录）—书写时 ./ 可以省略
用 .. 表示当前目录的上层目录。
注意：使用相对路径的时候必须保证文件在工程中。
# 1）文件路径
open(r'/Users/yuting/lessons/Python2107/01语言基础/day14-文件操作/files/a.txt', encoding='utf-8') # 绝对路径
open(r'./files/a.txt', encoding='utf-8') # 相对路径
open(r'./01review.py', encoding='utf-8') # 相对路径
open('../day14-文件操作/files/a.txt') # 相对路径
(2)参数mode — 字符串，文件打开方式；决定打开文件后能做什么（读 or 写），决定操作文件的时候数据的类型(二进制or字符串?)
第一组值：决定打开文件后能做什么(读or写?)
r - 只读
w - 只写；打开的时候会清空原文件(覆盖)
a - 只写；打开的时候保留原文件内容(追加)
第二组值：决定操作文件的时候数据的类型(二进制or字符串?)
t - 字符串(str)
b - 二进制(bytes)
注意：①给mode赋值的时候必须在两组值中每一组选一个，如果第二组不选就相当于选的't'。
'r' == 'rt' == 'tr'
'w' == 'wt' == 'tw'
'rb' == 'br'
②所有的文件都可以以b的方式打开，但是只有文本文件才能用t打开。
③以读的方式打开一个不存在的文件程序会报错。
④以写的方式打开一个不存在的文件程序不会报错，并且会自动创建这个文件。
#2) 打开方式
#①. r - 只读
f = open('./files/a.txt', 'r')
f.read()
f.write('MAM') # io.UnsupportedOperation: not writable
# ②. w - 只写并且清空原文件
f = open('./files/a.txt', 'w')
f.write('ABC')
# f.read() # io.UnsupportedOperation: not readable
# ③. a - 只写，保留原文件内容
f = open('./files/a.txt', 'a')
f.write('Hello！')
# f.read() # io.UnsupportedOperation: not readable
# ④. t - 字符串
f = open('./files/a.txt', 'rt')
result = f.read()
print(type(result)) # (3)参数encoding - 文本文件编码方式，使用的时候一般设置成 'utf-8'
注意：a. 一般不需要设置这个值，默认和电脑默认编码方式一致。
b. 如果是以b的方式打开文件，一定不能给encoding赋值
2.操作文件 —读 or 写
(1)读操作
文件对象.read() —从读写位置开始读到文件结尾(读写位置默认在文件开头，一次读完)
文件对象.readline() —从读写位置开始到一行结束(一次读一行，只支持文本文件)
(2)写操作
文件对象.write(数据) —将指定数据写入文件
# 1)读操作
f = open('files/a.txt', 'r') # open文件
result = f.read() # 文件操作
print(result)
f.seek(0) # 将读写位置移动到文件开头
result = f.read()
print(result)
f.seek(0) # 将读写位置移动到文件开头
result = f.readline() # 文件操作
print(result)
result = f.read().split('\n') # 文件读操作转行分割
print(result)
# 2) 写操作
f = open('./files/a.txt', 'a')
nums = [10, 20, 30, 40]
f.write(str(nums))
3.关闭文件
文件对象.close()
f.close()
# f.write('ahjsgdfja ') # ValueError: I/O operation on closed file.
def func1():
f2 = open('files/a.txt')
result = open('files/a.txt').read()
print(type(result))
f = open('files/a.txt')
print(type(f))
result = f.read()
f.close()
三、数据持久化方法
问题1：数据如何持久化？持久化的步骤
第一步：确定需要持久化的数据
第二步：创建合适的文件，并且确定文件的初始内容
第三步：程序中需要这个数据的时候，必须从文件中获取
第四步：当这个数据发生改变以后，必须将最新的数据更新到文件中
# 练习1：写一个程序打印当前程序运行的次数
num = int(open('files/count.txt').read())
num += 1
print(num)
open('files/count.txt', 'w').write(str(num))
# 练习2：每次运行程序输入一个学生的信息，输入完成后打印已经录入的所有学生的姓名
"""
请输入学生姓名: 小明
小明
请输入学生姓名: 小花
小明 小花
请输入学生姓名: 张三
小明 小花 张三
"""
name = input('请输入学生姓名:')
all_names = open('files/students.txt').read()
all_names += name + ' '
print(all_names)
open('files/students.txt', 'a').write(f'{name} ')
# 练习3：每次运行程序输入一个学生的信息，输入完成后打印已经录入的所有学生的姓名
"""
[]
请输入学生姓名: 小明
['小明']
请输入学生姓名: 小花
['小明', '小花']
请输入学生姓名: 张三
['小明', '小花', '张三']
"""
name = input('请输入学生姓名:')
all_names = eval(open('files/students2.txt').read()) # type: list
all_names.append(name)
print(all_names)
open('files/students2.txt', 'w').write(str(all_names))