文件操作

一、什么是文件

• 文件就是应用程序等在运行过程中，产生的数据在操作系统中的虚拟概念
• 我们需要将这些数据文件保存到硬盘中，要通过操作系统完成对系统内存和硬盘的操作

二、文件操作的进本流程

• 我们在使用open（）操作时要依次填入（‘文件名’，'读写方式'，'编码格式'）

# 1. 打开文件，由应用程序向操作系统发起系统调用open(...)，操作系统打开该文件，对应一块硬盘空间，并返回一个文件对象赋值给一个变量f
f = open('01', 'r', encoding='utf-8')

# 2. 调用文件对象下的读/写方法，会被操作系统转换为读/写硬盘的操作
data = f.read()

# 3. 向操作系统发起关闭文件的请求，回收系统资源
f.close()

三、文件操作中的资源回收

• 打开一个文件是我们需要占用两份资源一个是f变量和我们打开的那个文件的资源

• 为了节省资源我们需要把这两个全部回收了

  f.close() # 回收操作系统打开的文件资源
  del f # 回收应用的程序级变量
  

• 其中del f一定要发生在f.close()之后

  • 否则就会导致操作系统打开的文件无法关闭，白白占用资源

• python为我们提供了自动的垃圾回收机制我们就不需要考虑del f这一步了

• 而且f.close()我们也可以通过with关键字来帮我们管理。

# 1、在执行完子代码块后，with 会自动执行f.close()
with open('a.txt','w') as f:
	pass 

# 2、可用用with同时打开多个文件，用逗号分隔开即可
with open('a.txt','r') as read_f,open('b.txt','w') as write_f:  
	data = read_f.read()
	write_f.write(data)

四、文件的操作模式

[1]有哪几种模式？

1. （r）只读模式
2. （w）只写模式
3. （a）只追加写模式

[2]只读模式（a）

• r只读模式: 在文件不存在时则报错,文件存在文件内指针直接跳到文件开头

 with open('a.txt',mode='r',encoding='utf-8') as f:
     	res=f.read() # 会将文件的内容由硬盘全部读入内存，赋值给res

• 当路径中可能存在有转义的字符时，字符串前面加上r来解决转义的问题

r'D:\a.txt'

[3]只写模式（w）

• w只写模式: 在文件不存在时会创建空文档,文件存在会清空文件,文件指针跑到文件开头

with open('b.txt',mode='w',encoding='utf-8') as f:
    f.write('你好\n')
    f.write('我好\n') 
    f.write('大家好\n')
    f.write('my name is Xanadu')

• 强调
  • 在文件不关闭的情况下,连续的写入，后写的内容一定跟在前写内容的后面
  • 如果重新以w模式打开文件，则会清空文件内容

[4]只追加写模式（a）

• a只追加写模式: 在文件不存在时会创建空文档,文件存在会将文件指针直接移动到文件末尾

with open('02', 'a', encoding='utf-8') as f:
    f.write("my age is 20")

• 强调 w 模式与 a 模式的异同
  • 相同点：在打开的文件不关闭的情况下，连续的写入，新写的内容总会跟在前写的内容之后
  • 不同点：以 a 模式重新打开文件，不会清空原文件内容，会将文件指针直接移动到文件末尾，新写的内容永远写在最后

五、控制文件读写内容的模式

• 文件读写的内容一般分为二进制的内容和文本的内容

[1]（默认模式）文本模式（t）

• 读写文件都是字符串类型
• 只针对文本文件
• 需要规定转码表（encoding）参数
  • 手动创建一个文本文件，输入几个字母

# t 模式 可以读出文本中的内容

with open('01', 'rt', encoding='utf8') as fp:
    print(fp.read())  # Xanadu bridge water farm
    print(type(fp.read()))  # <class 'str'>

# t模式下 写入只能写入字符串    
with open('01', 'at', encoding='utf8') as fp:
    fp.write(" road")    

• 强调：t 模式只能用于操作文本文件,无论读写，都应该以字符串为单位，而存取硬盘本质都是二进制的形式，当指定 t 模式时，内部帮我们做了编码与解码

[2]二进制模式（b）

• 读写文件都是以bytes/二进制为单位的
• 可针对所以文件
• 不能指定encoding参数

# b模式下所以读写内容都是二进制
with open('01', 'rb') as fp:
    data = fp.read()
    # b'Xanadu bridge water farm road' 读到的结果看起像字符串，这是因为默认的字符编码utf8中英文单词就是这样
    print(data)
       
with open('01', 'ab') as fp:
    fp.write(b'wind')    

• 强调：b模式对比t模式
  • 在操作纯文本文件方面t模式帮我们省去了编码与解码的环节，b模式则需要手动编码与解码，所以此时t模式更为方便
  • 针对非文本文件（如图片、视频、音频等）只能使用b模式

[强调]

• tb模式均不能单独使用,必须与r/w/a之一结合使用

六、文操作方法（细分）

[1]读操作

• read()

# read方法是将整个文件全部读完，结束后光标会移动到文件末尾
with open('02', 'r', encoding='utf8') as fp:
    print(fp.read())
'''
    my name is Xanadu
    my age is 20
    my numbering is 666
'''

• readline()

#readline 就像字面意思，读一行内容，然后光标移到第二行首部
with open('02', 'r', encoding='utf8') as fp:
    print(fp.readline())
    print(fp.readline())
'''
my name is Xanadu

my age is 20
'''
#如果连续多行readline（），之间会有换行符隔开

• readlines()

#读取每一行的内容，然后放入列表
with open('02', 'r', encoding='utf8') as fp:
    print(fp.readlines())
'''
['my name is Xanadu\n', 'my age is 20\n', 'my numbering is 666']
'''

[2]写操作

• write()

# write 能写入单行的字符串，换行需要自己输入换行符
with open('02', 'a', encoding='utf8') as fp:
    fp.write('\nmy height is 177.5')

• writelines()

# write 可以写入多个字符串
with open('02', 'a', encoding='utf8') as fp:
    fp.writelines(['\nmy height is 177.5', '\nmy hobby is music'])

[3]判断文件是否可读可写可关闭

• .readable() 文件是否可读
• .writable() 文件是否可写
• .closed() 文件是否关闭
• encoding 如果文件打开模式为b,则没有该属性
• .flush 立刻将文件内容从内存刷到硬盘
• .name 获取文件的名字

with open('01', 'r', encoding='utf8') as fp:
    print(fp.readable())  # True    返回True可读
    print(fp.writable())  # False   返回False不可写
    print(fp.closed)  # False   返回False程序正在运行中，没有关闭
    print(fp.encoding)  # utf8  返回编码表

    fp.flush()
print(fp.closed)  # True    #程序结束后自然就会关闭返回 True

七、主动控制文件内指针的移动

[1]f.seek()方法的介绍

• 注意：文件内指针的移动都是Bytes为单位的,唯一例外的是t模式下的read(n),n以字符为单位

• 我们使用f.seek()方法来控制文件内指针的移动

  • 格式f.seek(指针移动的字节数，模式控制)

• 模式我们分三种：0模式，1模式，2模式

[2]0模式

• 0模式是默认的模式,该模式代表指针移动的字节数是以文件开头为参照的

with open('03', 'rt', encoding='utf8') as fp:
    fp.seek(3, 0)
    print(fp.tell()) #.tell()函数可以当前指针距离文件头的位置
    print(fp.read())

'''
3
DEFGHIJKLMN
'''

[3]1模式

• 该模式代表指针移动的字节数是以当前所在的位置为参照的

with open('03', 'rb') as fp:
    fp.seek(3, 1)
    print(fp.tell())
    fp.seek(3, 1)
    print(fp.tell())
    print(fp.read())
'''
3
6
b'GHIJKLMN'
'''

[4]2模式

• 2: 该模式代表指针移动的字节数是以文件末尾的位置为参照的

with open('03', 'rb') as fp:
    fp.seek(0,2)
    print(fp.tell())
    fp.seek(-5,2)
    print(fp.tell())
    print(fp.read())
'''
14
9
b'JKLMN'
'''