python:文件处理

一、文件的基本概念

1、什么是文件

内存中存放的数据在计算机关机后就会消失（临时存储）。要长久保存数据，就要使用硬盘、光盘、U盘等设备。为了便于数据的管理与检索。引入了“文件”的概念。

一篇文章，一段视频，一个可执行程序，都可以被保存为一个文件，并赋予一个文件名。操作系统以文件为单位管理磁盘中的数据。一般来说，文件可分文本文件、视频文件、音频文件、图像文件、可执行文件等多种类别。

2、文件操作包括哪些内容呢

在日常生活中，文件操作主要包括打开、关闭、读、写、备份等操作。

3、文件操作的作用

文件操作的作用就是把一些内容（数据）存储存放起来，可以让程序下一次执行的时候使用，而不必重新制作一份，省时省力。

• 简单来说就是显示数据持久化保存。

二、文件操作三步走

① 打开文件 ② 读写文件 ③ 关闭文件

1、open（）函数打开文件

open(name, mode)
name : 代表要打开的文件路径 + 名称
mode ：代表访问模式，目前记住三种 => r/w/a
r : read,只读模式，代表只能对文件进行读取，属于默认模式，如果要访问的文件不存在，则直接报错。
w : write,只写模式，代表只能对文件进行写入操作，如果访问的文件不存在，则系统会自动报错，但是写入文件时，它首先对文件内容进行清空，然后再写入新的内容。
a ：append，追加模式（只写模式的一种），与w类型，如果访问的文件不存在，也可以自动创建该文件。但是在写入数据到文件的时候，并不会清空文件原有的内容。

② 写内容到文件中 => f.write(content) =>f.write()只能把字符串类型的数据写入文件中

③ 关闭文件(因为文件打开后需要占用计算机资源)

注意：open()方法操作之后，返回的是一个文件对象（文件句柄）以后的读写都需要依赖这个对象（句柄）

• w：清空原有文件内容 a ： 追加新的内容

# 打开文件
f = open('python.text', 'w')   # 同级文件，在同一路径下

# 写入内容

f.write('Life is short , I study python!')

# 关闭文件
f.close()

三、解决中文乱码问题

乱码的原因：大多编程语言都是老外开发的，对中文的支持不太好，最早美国搞出了一套编码格式 ：ASCII =>一个字节 =>8bit 主要能表达255个字符（主要包括了0-9，a-z，A-Z，老外字符）

随着编程语言和互联网的发展，编程语言传入了国内，发现255个字符根本装不了中文，所以就会产生所谓的乱码。

中国推出了自己的编码格式：GB2312（255个字符+汉字支持）=>更新=>GBK

国际组织：编码标准unicode => UTF - 8

• 在打开文件时，添加参数encoding = 'utf - 8'

# 打开文件
f = open('python.text', 'w', encoding = 'utf - 8')   # 同级文件，在同一路径下

# 写入内容

f.write('人生苦短，我学python!')

# 关闭文件
f.close()

四、文件读取三步走

① 打开文件 ② 读取文件 ③ 关闭文件

读取文件的三种方法：
1、read(): 读取文件的所有内容，可以添加一个参数size，代表读取字符的长度
2、readlines():一次读取文件的所有内容，返回结果是一个列表，列表中的每一个元素都是文件中的一行
3、readline():一次读取文件的一行，读取一次向后移动一次，直到文件读取完毕，通常配合while True使用

1、read（）

f = open('python.text', 'r', encoding='utf -8')
# content = f.read()  # 代表读取文件的所有内容
content = f.read(1)  # size = 1 代表读取文件的一个字符
print(content)

f.close()

2、readlines

f = open('python.text', 'r', encoding='utf -8')
content = f.readlines()
print(content)
f.close()

• 只适合读取小文件，因为readlines一次读取文件，大文件容易卡死

3、readline

f = open('python.text', 'r', encoding='utf - 8')

while True:
    content = f.readline()
    print(content, end='')
    if not content:  # 如果content内容为空则为True，退出循环 content = '' 则not '' = True
        break

五、文件访问模式（mode参数）

r : 只读
w ：只写
a ：追加
以上r、w、a只针对文本文件（.txt）

+ 代表既可以读取又可以写入

b : binary缩写形式，以二进制流的方式读取文件或写入数据到文件中

rb
wb
ab
以上rb、wb、ab不仅可以针对文本文件，还可以针对图片文件、音频文件、视频文件进行读写操作
又由于二进制底层是通过0101读取的，所以不能设置编码格式，否则会报错！

案例之文件备份:

• 介绍个字符串查找的方法：rfind()

rfind():从左向右查找，返回这个关键字在最后一次出现的位置

"""
需求：用户输入当前目录下的任何文件名，完成对该文件的备份功能，（备份文件命名为XX[备份]后缀，例如：（test[备份].txt）
分析：
1、提示用户输入并接收
2、文件名称的变化
3、内容完全拷贝过来
"""
filename = input('请您输入当前目录下要备份的文件名称：')
file1 = open(filename, 'rb')  # rb模式不仅仅限制为文本文件
num1 = filename.find('.')
rename = filename[:num1] + '[备份]' + filename[num1:]
file2 = open(rename, 'wb')  # 二进制不能不能使用编码模式

while True:
    content = file1.readline()
    if not content:
        break
    file2.write(content)
'''
# 与上述的效果一致 设置为每次只读取1kb，防止程序卡死
while True:
    content1 = file1.read(1024)  # 当mode为r模式时候，size为字符，当为rb模式时，size代表字节大小 1024= 1kb
    if not content:
        break
    file2.write(content1)
'''
file1.close()
file2.close()

六、文件与文件夹的操作

在python中文件与文件夹的操作要借助os模块里面的相关功能

文件操作之os模块相关函数：

import os

if os.path.exists('python1.txt'):
    os.rename('python1.txt', 'python2.txt')
os.remove('python2.txt')

文件夹操作之os模块相关函数：

• 这是针对目录（文件夹）的操作

"""
准备一个static文件夹以及file1.txt、file2.txt、file3.txt三个文件
1、在程序中，将当前目录切换到static文件夹
2、创建一个新images文件夹以及test文件夹
3、获取目录下的文件
4、移除test文件夹
"""

import os

# 获取当前目录的文件位置
print(os.getcwd())

# 切换当前工作目录为static文件夹
os.chdir('static')
os.chdir('E:\pythonProject1\day11\static')  # 效果与上等同，都是在E:\pythonProject1\day11下执行
print(os.getcwd())

# 在当前工作目录下创建images与test文件夹
if not os.path.exists('images'):  # 当前工作目录下，如果文件夹images不存在，则创建一个images文件夹
    os.mkdir('images')
if not os.path.exists('test'):
    os.mkdir('test')

# 创建指定工作路径的文件夹images1
if not os.path.exists('E:\pythonProject1\day11\images1'):
    os.mkdir('E:\pythonProject1\day11\images1')

# 获取指定目录下的文件信息
print(os.listdir('E:\pythonProject1\day11\static'))

# 移除test文件
os.chdir('images') # 切换到images目录下，images目录下没有test文件夹，无法执行删除test文件
os.chdir('E:\pythonProject1\day11\static') #需要切换到当前工作目录下
os.rmdir('E:\pythonProject1\day11\images1') #要么添加位置路径
if os.path.exists('test'):
    os.rmdir('test')

需要注意事项：

返回上一级目录：   os.chdir('..')  

​ 在static目录下，并不能直接切换到text1目录下

• 在同级目录的情况下，不能直接切换目录，需要先返回上一级目录，也可以使用绝对路径切换目录

os.chdir('E:\pythonProject1\day11\static')

非空文件夹的删除（递归删除，慎重使用）

# 导入shutil模块
import shutil
# 递归删除文件夹
shutil.rmtree('要删除文件夹路径')

递归删除文件夹的原理：理论上，其在删除过程中，如果文件夹非空，则自动切换到文件夹的内部，然后把文件夹内部的文件一个一个删除，当所有文件删除完毕之后，返回到上一级目录，删除文件夹本身。

七、与文件相关的路径问题

绝对路径：

绝对路径：从盘符（C盘、D盘、E盘）一级一级向下访问，直到访问到需要的文件 => 绝对路径
如：E:\pythonProject1\day11 => E:/pythonProject1/day11  使用斜杆/代替反斜杠\ 
因为在字符串中，\反斜杠代表转义字符 

缺点：不方便后期代码的迁移，把代码上传到linux服务器上面

相对路径：

相对路径：就是有着一个参考点，这个参考点就是代码文件本身
在该项目中，其他文件一般与代码文件本身有三个关系：
1、同级关系（平行关系）：同级的访问直接使用 ./文件名称 或 文件名称
2、上级关系：（比如在上述中，我们把代码切换到static目录下，在static目录中，与外部的python.txt就是上级关系，可以使用 ../文件名称 来访问上级文件 ../../就是上级的上级
3、下级关系：就是我们要访问的文件，在同级目录的下面，这种就称为下级关系 => 同级文件夹名称/文件名称

# 同级访问
f = open('python.txt', 'r')
f.close()

# 上级访问
os.chdir('static')  # 先切换到static文件夹目录下
file1 = open('../python.txt')
file1.close()

# 下级访问
print(os.getcwd())
file2 = open('../python.txt')
file2.close()