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Python 文件操作(IO 技术)
文本文件和二进制文件
按文件中数据组织形式，我们把文件分为文本文件和二进制文件两大类。
- 文本文件
文本文件存储的是普通“字符”文本，python 默认为 unicode 字符集（两个字节表示
一个字符，最多可以表示：65536 个），可以使用记事本程序打开。但是，像 word 软件
编辑的文档不是文本文件。 - 二进制文件
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
解码。常见的有：MP4 视频文件、MP3 音频文件、JPG 图片、doc 文档等等
文件操作相关模块概述
Python 标准库中，如下是文件操作相关的模块
| 名称 | 说明 |
|---|---|
| io 模块 | 文件流的输入和输出操作 input output |
| os 模块 | 基本操作系统功能，包括文件操作 |
| glob 模块 | 查找符合特定规则的文件路径名 |
| fnmatch | 模块 使用模式来匹配文件路径名 |
| fileinput | 模块 处理多个输入文件 |
| filecmp | 模块 用于文件的比较 |
| cvs 模块 | 用于 csv 文件处理 |
| pickle 和 cPickle | 用于序列化和反序列化 |
| xml 包 | 用于 XML 数据处理 |
| bz2、gzip、zipfile、zlib、tarfile | 用于处理压缩和解压缩文件（分别对应不同的算法） |
建文件对象 open()
open()函数用于创建文件对象，基本语法格式如下：
open(文件名[,打开方式])
如果只是文件名，代表在当前目录下的文件。文件名可以录入全路径，比如：D:\a\b.txt。为了减少“\”的输入，可以使用原始字符串：r“d:\b.txt”。示例如下：
f = open(r"d:\b.txt","w")
打开方式有如下几种：
| 模式 | 描述 |
|---|---|
| r | 读 read 模式 |
| w | 写 write 模式。如果文件不存在则创建；如果文件存在，则重写新内容 |
| a | 追加 append 模式。如果文件不存在则创建；如果文件存在，则在文件末尾追加内容 |
| b | 二进制 binary 模式（可与其他模式组合使用） |
| + | 读、写模式（可与其他模式组合使用） |
文本文件的写入
文本文件的写入一般就是三个步骤：
- 创建文件对象
- 写入数据
- 关闭文件对象
【操作】文本写入操作简单测试
f = open(r"day-10.txt", "w", encoding="utf-8")
conten = "你好"
f.write(conten)
f.close()
write()/writelines()写入数据
write(a)：把字符串 a 写入到文件中
writelines(b)：把字符串列表写入文件中，不添加换行符
f = open(r"bb.txt", "w", encoding="utf-8")
f.write("hello\n")
s = ["陈浩\n", "王浩\n", "叶凡\n"]
f.writelines(s)
f.close()
close()关闭文件流
由于文件底层是由操作系统控制，所以我们打开的文件对象必须显式调用 close()方法关闭文件对象。当调用 close()方法时，首先会把缓冲区数据写入文件(也可以直接调用 flush()方法)，再关闭文件，释放文件对象。
为了确保打开的文件对象正常关闭，一般结合异常机制的 finally 或者 with 关键字实现无论何种情况都能关闭打开的文件对象
【操作】结合异常机制 finally 确保关闭文件对象
try:
f = open(r"day-10.txt", "w")
content = ["abc\n", "123\n", "ABC\n"]
f.writelines(c*2 for c in content)
except BaseException as err:
print(err)
finally:
f.close()
print("Done")
# Done
with 语句(上下文管理器)
with 关键字（上下文管理器）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，并且可以在代码块执行完毕后自动还原进入该代码块时的现场。
a = ["chenhao\n", "wanghao\n", "yefan"]
with open(r"with1.txt", "w", encoding="utf-8") as f:
f.writelines(a)
文本文件的读取
文件的读取一般使用如下三个方法：
- read([size])
从文件中读取 size 个字符，并作为结果返回。如果没有 size 参数，则读取整个文件。读取到文件末尾，会返回空字符串。 - readline()
读取一行内容作为结果返回。读取到文件末尾，会返回空字符串。 - readlines()
文本文件中，每一行作为一个字符串存入列表中，返回该列表。
with open(r"r.txt", "r", encoding="utf8") as f:
print(f.read())
print("=" * 50)
with open(r"r.txt", "r", encoding="utf8") as f:
print(f.read(3))
print("=" * 50)
with open(r"r.txt", "r", encoding="utf8") as f:
str = f.readline()
print(str)
print("=" * 50)
with open(r"r.txt", "r", encoding="utf8") as f:
print(f.readlines(), end="\n")
print("=" * 50)
'''
result:
我的名字是陈浩
我的年龄是18岁
教你爱的人是吗
会是第一吗
大概是多么好看
学会的人是不是越来越少
==================================================
我的名
==================================================
我的名字是陈浩
==================================================
['我的名字是陈浩\n', '我的年龄是18岁\n', '教你爱的人是吗\n', '会是第一吗\n', '大概是多么好看\n', '学会的人是不是越来越少\n']
==================================================
'''
二进制文件的读取和写入
二进制文件的处理流程和文本文件流程一致。首先还是要创建文件对象，不过，我们需要指定二进制模式，从而创建出二进制文件对象。例如：
f = open(r"d:\a.txt", 'wb') #可写的、重写模式的二进制文件对象
f = open(r"d:\a.txt", 'ab') #可写的、追加模式的二进制文件对象
f = open(r"d:\a.txt", 'rb') #可读的二进制文件对象
创建好二进制文件对象后，仍然可以使用 write()、read()实现文件的读写操作
【操作】 读取图片文件，实现文件的拷贝
with open(r"a.gif", "rb") as f:
with open(r"b.gif", "wb") as g:
g.write(f.read())
文件对象的常用属性和方法
文件对象的属性
| 属性 | 说明 |
|---|---|
| name | 返回文件的名字 |
| mode | 返回文件的打开模式 |
| closed | 若文件被关闭则返回 True |
文件对象的打开模式
| 模式 | 说明 |
|---|---|
| r | 读模式 |
| w | 写模式 |
| a | 追加模式 |
| b | 二进制模式（可与其他模式组合） |
| + | 读写模式（可以其他模式组合） |
文件对象的常用方法
| 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) | 将字符串列表 s 写入文件文件，不添加换行符 |
| seek(offset | 把文件指针移动到新的位置，offset 表示相对于 whence 的多少个 |
| [,whence]) | 字节的偏移量； offset： off 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 |
| truncate([size]) | 不论指针在什么位置，只留下指针前 size 个字节的内容，其余全部删除； 如果没有传入 size，则当指针当前位置到文件末尾内容全部删除 |
| flush() | 把缓冲区的内容写入文件，但不关闭文件 |
| close() | 把缓冲区内容写入文件，同时关闭文件，释放文件对象相关资源 |
文件任意位置操作
# e.txt
""""
我的名字是陈浩
我的年龄是18岁
教你爱的人是吗
会是第一吗
大概是多么好看
学会的人是不是越来越少
""""
with open(r"e.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
print(f.name) # e.txt
print(f.tell()) # 0
print(f.readline()) # 我的名字是陈浩
print(f.tell()) # 23
print(f.seek(0)) # 0
print(f.readline()) # 我的名字是陈浩
print(f.tell()) # 23
使用 pickle 序列化
Python 中，一切皆对象，对象本质上就是一个“存储数据的内存块”。有时候，我们需要将“内存块的数据”保存到硬盘上，或者通过网络传输到其他的计算机上。这时候，就需要“对象的序列化和反序列化”。 对象的序列化机制广泛的应用在分布式、并行系统上。
序列化指的是：将对象转化成“串行化”数据形式，存储到硬盘或通过网络传输到其他地方。反序列化是指相反的过程，将读取到的“串行化数据”转化成对象。
我们可以使用 pickle 模块中的函数，实现序列化和反序列操作。
序列化我们使用：
pickle.dump(obj, file) obj 就是要被序列化的对象，file 指的是存储的文件
pickle.load(file) 从 file 读取数据，反序列化成对
import pickle
a1 = "陈浩"
a2 = 1234
a3 = ["abc", 567, {"key": "value"}]
# 序列化
with open(r"p.dat", "wb") as f: # 需要以二进制方式写入
pickle.dump(a1, f)
pickle.dump(a2, f)
pickle.dump(a3, f)
# 反序列化
with open(r"p.dat", "rb") as f: # 需要以二进制方式读取
b1 = pickle.load(f)
b2 = pickle.load(f)
b3 = pickle.load(f)
print("{0}\n{1}\n{2}".format(b1, b2, b3))
"""
result:
陈浩
1234
['abc', 567, {'key': 'value'}]
"""
CSV 文件的操作
csv文件写入和读取
import csv
with open(r"emp.csv", "w", newline="") as f:
row1 = csv.writer(f)
row1.writerow(["id", "name", "age", "sal"])
row1.writerow(["0001", "chenhao", "18", "16000"])
rows = [
["0002", "wanghao", "20", "20000"],
["0003", "chenfan", "21", "50000"]
]
row1.writerows(rows)
with open(r"emp.csv", "r") as f:
row2 = csv.reader(f)
row2_list = list(row2)
print(row2_list)
print(f.tell()) # 读取当前指针 86
f.seek(0) # 将指针返回初始位置
print("=" * 40)
for i in row2_list:
print(i)
"""
result:
[['id', 'name', 'age', 'sal'], ['0001', 'chenhao', '18', '16000'], ['0002', 'wanghao', '20', '20000'], ['0003', 'chenfan', '21', '50000']]
86
========================================
['id', 'name', 'age', 'sal']
['0001', 'chenhao', '18', '16000']
['0002', 'wanghao', '20', '20000']
['0003', 'chenfan', '21', '50000']
"""
