文件操作

所谓文件，就是系统提供给你的直接操作硬盘的快捷方式。

计算机三大组成部分， CPU,内存， 硬盘， 其中CPU负责计算，内存和硬盘负责存储数据， 内存特点是存取快，但是无法永久化存储数据（断电数据就会丢失）， 硬盘存取数据慢，但是可以 用来永久存储。

1. 文件的打开

f = open("a.txt"， mode="rt")

这里有两点需要说明，python解释器是无法操作计算机硬件的，只有操作系统有权限能够操作其对应的硬件，因此，我们在python代码中操作文件的动作，其实只是python解释器向操作系统发送请求。

因此，明白了上边的前提，我们就可以知道，上边的open()语句其实是做了两方面的资源占用，一个是创建了python变量f，指向一个内存中的文件对象，另一个是向操作系统发请求， 然后操作系统创建了一个对象，该对象指向硬盘中的文件存储区域，并把操作系统中的文件和文件对象映射起来。

我们在打开之后，对文件对象的读写操作，其实都是通过文件对象，对操作系统中的文件进行修改。由操作系统再将修改内容写入硬盘。

2. 文件的读写模式

   f = open("文件路径"， mode="wt")

2.1 从读写模式看，有三种：w, r, a

（1）w模式，只读模式，如果文件存在，则清空，如果文件不存在，则创建一个新的文件出来。

（2）r模式， 只读模式， 如果文件存在，则打开，如果文件不存在，则报错

（3）a模式，追加模式，如果文件存在，则再最后边添加文本，如果文件不存在，则创建文件。

2.2 从文件的读写内容来看，由两种 t模式（默认）和b模式

（1）t模式，是默认的实现模式，就是读写是字符串的形式，需要指定读取的编码格式

f= open("memcheck/b.txt", mode="wt", encoding="gbk")

（2）b模式，

3. 文件的关闭

f.close() #表示文件的关闭

这里f.close()并不是python对象的关闭，而是向系统发送请求，关闭打开的文件，如果不及时关闭文件，就会造成系统资源的浪费，而且系统可以同时打开的文件数量也由上限。

而f对象，则由python的垃圾回收机制负责清理。

4. with上下文管理器

针对文件打开忘记关闭的情况，python提供了with上下文管理器，进行自动关闭。with句块再执行完代码之后，会自动调用文件对象的close()方法，关闭系统的文件对象。

#这两种方式是一样的，第二种是python提供的语法糖，看起来简洁，但本质上是一致的。
f=  open("memcheck/b.txt", mode="wt", encoding="gbk")
f.write("双击666！")
f.close()

with open("memcheck/b.txt", mode="wt", encoding="gbk")as f:
    f.write("双击666！")

5. 文件的编码问题

文件的编码问题主要是文件的存储和读取。ptyhon2的默认编码方式ascii码python3 的默认编码方式是utf-8， 不同的操作系统，编码方式也不同，windows的默认编码方式gbk, linux和mac系统的默认编码方式是utf-8.

乱码问题只有两种，一种是存乱了，一种是读乱了。这里不考虑存乱了的问题，只看读乱了的情况。如果文件以b模式打开，因为硬盘中存放的就是二进制的数据，因此是不存在读乱的问题，因为它是将硬盘中的二进制直接加载到内存中，内存中也是二进制，不存在编码解码的问题，（如果我们将内容打印出来，会出现）

python解释器执行open(mode='rt')方法时，是向系统发送了一个打开文件的请求，系统会创建一个对象，并让该对象指向硬盘中的指定区域，系统在打开文件时，将硬盘上的二进制加载到内存并解码成字符串形式， 这时，需要指定解码格式，如果没有指定的话，就会采用系统默认 的解码方式。

6. 文件的读操作

   with open("memcheck/a.txt", mode='rt', encoding="utf-8") as f:
       res = f.read()  # 将文件一次性全部读到内存中。。（不推荐）
       print(res)
   
   with open("memcheck/a.txt", mode='rt', encoding="utf-8") as f:
       res = f.readline()  #从文件光标处开始读取1行，并将字符串返回
       print(res)
       print(f.readable())  #判断文件是否可读，以读模式打开，则为true
       ress = f.readlines()   # 将文件按行读出，以列表形式返回，列表，不是可迭代对象。
       print(ress,  type(ress)) # ['age 15\n', 'gender male\n', 'heighht 1.89\n', 'wight 76'] <class 'list'>
   

如果以b模式打开文件，读的话，则不需要添加encoding，因为系统会将硬盘中的二进制数完整的读取出来并返回给python解释器。我们以t模式打开文本的本质，其实也是以b模式打开文件，然后系统替我们做了解码的步骤而已。

with open("memcheck/a.txt", mode='rb') as f:
    res = f.read()
    # ress = f.readlines() 
    print(res.decode("utf-8"))
  

r+ 模式，依赖于r， 如果文件不存在，则会报错，如果文件存在，则会将文件指针移向文件开头。 r+ 模式打开的文件，既可以读文件，也可以写文件，

with open("memcheck/a.txt", mode='r+t', encoding="utf-8") as f:
    res = f.read()  
    print(res)  # 这里的会将文件全部读取到内存中，记住，这里的文件指针在文件末尾
    f.write("666")  # 这里在文件指针处写入字符“666”,写完之后，文件指针刚好在文末。
    print(f.read()) # 由于文件指针在末尾，所以这里读取不到任何内容

with open("memcheck/a.txt", mode='r+t', encoding="utf-8") as f:
    f.write("abc")  # 这里r+模式打开，文件指针在开头，因此写入的话，会从头开始写，原先的内容会被覆盖掉，刚好验证了，utf-8中一个中文占三个字节。
    print(f.read())  # 由于指针移动到abc后边，因此从这里开始读取数据，666就不会显示出来。
修改前：
用户名 peter
age 15 年龄
gender male  性别
heighht 1.89 身高
wight 76  体重666
修改后：
abc户名 peter
age 15 年龄
gender male  性别
heighht 1.89 身高
wight 76  体重666

7. 文件的写操作

文件如果存在，则将文件清空， 如果文件不存在，则创建新的文件。

以t模式写入文件和读取文件一样的原理，如果不指定编码方式，系统会采用 默认编码方式 来编码，windows的话就是GBK，如果在pycharm中打开的话（默认编码方式utf-8），就会显示乱码

# 不合理的写入方式
with open("memcheck/c.txt", mode='w') as f:
    f.write('铁子666呀！！！')
    f.writelines(["第二行的数据", "third row", '123548646'])  #如果不添加换行符，所有的内容都会写入一行。
  
# 合理的写入
with open("memcheck/c.txt", mode='w', encoding="utf-8") as f:
    f.write('铁子666呀！！！\n')
    f.writelines(["第二行的数据\n", "third row\n", '123548646\n'])

 b模式和w+和读文件基本一致。 
w+模式以w为主，如果文件存在，则删除，如果文件不存在则创建。文件可读可写。。       

8. 文件的追加写模式（a模式）

如果文件存在，则打开文件，并将指针移向文件末尾。如果文件不存在，则创建。

with open("memcheck/d.txt", mode="a", encoding="utf-8") as f:
    print(f.write('德莱文的魅力就是德莱文'))  # 如果不指定编码方式，就按照 系统默认 方式编码， 在文件的末尾追加

9. 文件的指针操作

文件是按指针位置对文件读写进行操作的，操作文件指针就可以实现，在任意位置对文件进行读写操作了。

只有t模式下的read(n), 这里的n是字符数，其他的文件操作中，n都是字节数

文件指针的移动是seek(移动的字节数， 模式)方式实现。

移动的字节数，可以是正的，也可以是负的， 代表从前往后以及从后往前的顺序

模式的值为三种：0， 1，2。 其中 0表示相对于文件开头，进行字节位移，1表示相对于指针当前位置进行移动，2表示相对于文件末尾进行字节移动。（utf-8的中文都是三个字节表示，如果移动的字节数不对，则会乱码，例如三个中文，9个字节，如果从第四个字节读，会乱。）

模式0 可以在t模式下的r模式下进行移动，模式1和模式2则会报错，但是在b模式下，三种模式都可使用。

with open("memcheck/d.txt", mode="rb") as f:
    print(f.read().decode("utf-8"))
    f.seek(-9,1)
    print(f.read().decode("utf-8")

硬盘中的文件修改的原理