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python入门教程06-02 (python语法入门之文件处理)

运维开发网 https://www.qedev.com 2021-01-12 08:52 出处:51CTO 作者:上海老男孩教育
上一章讲解了python的字符编码,了解了python的字符代码结构之后就需要了解一下python这门语言是如何处理你给的命令,怎么去处理文件的,下面我们来了解一二。一引入​应用程序运行过程中产生的数据最先都是存放于内存中的,若想永久保存下来,必须要保存于硬盘中。应用程序若想操作硬件必须通过操作系统,而文件就是操作系统提供给应用程序来操作硬盘的虚拟概念,用户或应用程序对文件的操作,就是向操作系统发

上一章讲解了python的字符编码,了解了python的字符代码结构之后就需要了解一下python这门语言是如何处理你给的命令,怎么去处理文件的,下面我们来了解一二。

一 引入

​ 应用程序运行过程中产生的数据最先都是存放于内存中的,若想永久保存下来,必须要保存于硬盘中。应用程序若想操作硬件必须通过操作系统,而文件就是操作系统提供给应用程序来操作硬盘的虚拟概念,用户或应用程序对文件的操作,就是向操作系统发起调用,然后由操作系统完成对硬盘的具体操作。

二 文件操作的基本流程

2.1 基本流程

有了文件的概念,我们无需再去考虑操作硬盘的细节,只需要关注操作文件的流程:

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ff=open('a.txt','r',encoding='utf-8') #默认打开模式就为r# 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()

2.2 资源回收与with上下文管理

打开一个文件包含两部分资源:应用程序的变量f和操作系统打开的文件。在操作完毕一个文件时,必须把与该文件的这两部分资源全部回收,回收方法为:

1、f.close() #回收操作系统打开的文件资源2、del f #回收应用程序级的变量

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,

而python自动的垃圾回收机制决定了我们无需考虑del f,这就要求我们,在操作完毕文件后,一定要记住f.close(),虽然我们如此强调,但是大多数读者还是会不由自主地忘记f.close(),考虑到这一点,python提供了with关键字来帮我们管理上下文

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)

2.3 指定操作文本文件的字符编码

f = open(...)是由操作系统打开文件,如果打开的是文本文件,会涉及到字符编码问题,如果没有为open指定编码,那么打开文本文件的默认编码很明显是操作系统说了算了,操作系统会用自己的默认编码去打开文件,在windows下是gbk,在Linux下是utf-8。

这就用到了上节课讲的字符编码的知识:若要保证不乱码,文件以什么方式存的,就要以什么方式打开。

f = open('a.txt','r',encoding='utf-8')

三 文件的操作模式

3.1 控制文件读写操作的模式

r(默认的):只读

w:只写

a:只追加写

3.1.1 案例一:r 模式的使用

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# 小练习:实现用户认证功能 inp_name=input('请输入你的名字: ').strip()

inp_pwd=input('请输入你的密码: ').strip()

with open(r'db.txt',mode='r',encoding='utf-8') as f:

for line in f:

    # 把用户输入的名字与密码与读出内容做比对        u,p=line.strip('\n').split(':')

    if inp_name == u and inp_pwd == p:

        print('登录成功')

        break    else:

    print('账号名或者密码错误')

3.1.2 案例二:w 模式的使用

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('111\n222\n333\n')#强调:# 1 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# 2 如果重新以w模式打开文件,则会清空文件内容

3.1.3 案例三:a 模式的使用

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('c.txt',mode='a',encoding='utf-8') as f:

f.write('44444\n')

f.write('55555\n')#强调 w 模式与 a 模式的异同:# 1 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# 2 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# 小练习:实现注册功能: name=input('username>>>: ').strip()

pwd=input('password>>>: ').strip()

with open('db1.txt',mode='a',encoding='utf-8') as f:

info='%s:%s\n' %(name,pwd)

f.write(info)

3.1.4 案例四:+ 模式的使用(了解)

r+ w+ a+ :可读可写#在平时工作中,我们只单纯使用r/w/a,要么只读,要么只写,一般不用可读可写的模式

3.2 控制文件读写内容的模式

大前提: tb模式均不能单独使用,必须与r/w/a之一结合使用

t(默认的):文本模式

  1. 读写文件都是以字符串为单位的

  2. 只能针对文本文件

    1. 必须指定encoding参数

b:二进制模式:

1.读写文件都是以bytes/二进制为单位的

  1. 可以针对所有文件

  2. 一定不能指定encoding参数

3.2.1 案例一:t 模式的使用

t 模式:如果我们指定的文件打开模式为r/w/a,其实默认就是rt/wt/at with open('a.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f:

res=f.read()

print(type(res)) # 输出结果为:<class 'str'>       

with open('a.txt',mode='wt',encoding='utf-8') as f:

s='abc'    f.write(s) # 写入的也必须是字符串类型   

#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

3.2.2 案例二: b 模式的使用

b: 读写都是以二进制位单位 with open('1.mp4',mode='rb') as f:

data=f.read()

print(type(data)) # 输出结果为:<class 'bytes'> with open('a.txt',mode='wb') as f:

msg="你好" res=msg.encode('utf-8') # res为bytes类型 f.write(res) # 在b模式下写入文件的只能是bytes类型#强调:b模式对比t模式1、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2、针对非文本文件(如图片、视频、音频等)只能使用b模式# 小练习: 编写拷贝工具src_file=input('源文件路径: ').strip()

dst_file=input('目标文件路径: ').strip()with open(r'%s' %src_file,mode='rb') as read_f,open(r'%s' %dst_file,mode='wb') as write_f:

for line in read_f:

    # print(line)        write_f.write(line)

四 操作文件的方法

4.1 重点

读操作f.read() # 读取所有内容,执行完该操作后,文件指针会移动到文件末尾f.readline() # 读取一行内容,光标移动到第二行首部f.readlines() # 读取每一行内容,存放于列表中# 强调:# f.read()与f.readlines()都是将内容一次性读入内容,如果内容过大会导致内存溢出,若还想将内容全读入内存,则必须分多次读入,有两种实现方式:# 方式一with open('a.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f:

for line in f:

    print(line) # 同一时刻只读入一行内容到内存中# 方式二with open('1.mp4',mode='rb') as f:

while True:

    data=f.read(1024) # 同一时刻只读入1024个Bytes到内存中        if len(data) == 0:

        break        print(data)

    # 写操作f.write('1111\n222\n')  # 针对文本模式的写,需要自己写换行符f.write('1111\n222\n'.encode('utf-8'))  # 针对b模式的写,需要自己写换行符f.writelines(['333\n','444\n'])  # 文件模式f.writelines([bytes('333\n',encoding='utf-8'),'444\n'.encode('utf-8')]) #b模式

4.2 了解

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

五 主动控制文件内指针移动

#大前提: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with open('a.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f:

data=f.read(3) # 读取3个字符    with open('a.txt',mode='rb') as f:

data=f.read(3) # 读取3个Bytes# 之前文件内指针的移动都是由读/写操作而被动触发的,若想读取文件某一特定位置的数据,则则需要用f.seek方法主动控制文件内指针的移动,详细用法如下:# f.seek(指针移动的字节数,模式控制): # 模式控制:# 0: 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# 1: 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# 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# 强调:其中0模式可以在t或者b模式使用,而1跟2模式只能在b模式下用

5.1 案例一: 0模式详解

a.txt用utf-8编码,内容如下(abc各占1个字节,中文“你好”各占3个字节)abc你好# 0模式的使用with open('a.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f:

f.seek(3,0)    # 参照文件开头移动了3个字节    print(f.tell()) # 查看当前文件指针距离文件开头的位置,输出结果为3    print(f.read()) # 从第3个字节的位置读到文件末尾,输出结果为:你好    # 注意:由于在t模式下,会将读取的内容自动解码,所以必须保证读取的内容是一个完整中文数据,否则解码失败with open('a.txt',mode='rb') as f:

f.seek(6,0)

print(f.read().decode('utf-8')) #输出结果为: 好

5.2 案例二: 1模式详解

1模式的使用with open('a.txt',mode='rb') as f:

f.seek(3,1) # 从当前位置往后移动3个字节,而此时的当前位置就是文件开头    print(f.tell()) # 输出结果为:3    f.seek(4,1)    # 从当前位置往后移动4个字节,而此时的当前位置为3    print(f.tell()) # 输出结果为:7

5.3 案例三: 2模式详解

a.txt用utf-8编码,内容如下(abc各占1个字节,中文“你好”各占3个字节)abc你好# 2模式的使用with open('a.txt',mode='rb') as f:

f.seek(0,2)    # 参照文件末尾移动0个字节, 即直接跳到文件末尾    print(f.tell()) # 输出结果为:9    f.seek(-3,2)    # 参照文件末尾往前移动了3个字节    print(f.read().decode('utf-8')) # 输出结果为:好# 小练习:实现动态查看最新一条日志的效果import timewith open('access.log',mode='rb') as f:

f.seek(0,2)

while True:

    line=f.readline()

    if len(line) == 0:

        # 没有内容            time.sleep(0.5)

    else:

        print(line.decode('utf-8'),end='')

六 文件的修改

文件a.txt内容如下张一蛋 山东 179 49 12344234523李二蛋 河北 163 57 13913453521王全蛋 山西 153 62 18651433422# 执行操作with open('a.txt',mode='r+t',encoding='utf-8') as f:

f.seek(9)

f.write('<妇女主任>')

# 文件修改后的内容如下张一蛋<妇女主任> 179    49    12344234523李二蛋    河北    163    57    13913453521王全蛋    山西    153    62    18651433422# 强调:# 1、硬盘空间是无法修改的,硬盘中数据的更新都是用新内容覆盖旧内容# 2、内存中的数据是可以修改的

文件对应的是硬盘空间,硬盘不能修改对应着文件本质也不能修改,

那我们看到文件的内容可以修改,是如何实现的呢?

大致的思路是将硬盘中文件内容读入内存,然后在内存中修改完毕后再覆盖回硬盘

具体的实现方式分为两种:

6.1 文件修改方式一

实现思路:将文件内容发一次性全部读入内存,然后在内存中修改完毕后再覆盖写回原文件# 优点: 在文件修改过程中同一份数据只有一份# 缺点: 会过多地占用内存with open('db.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f:

data=f.read()with open('db.txt',mode='wt',encoding='utf-8') as f:

f.write(data.replace('kevin','SB'))

6.1 文件修改方式二

实现思路:以读的方式打开原文件,以写的方式打开一个临时文件,一行行读取原文件内容,修改完后写入临时文件...,删掉原文件,将临时文件重命名原文件名# 优点: 不会占用过多的内存# 缺点: 在文件修改过程中同一份数据存了两份import oswith open('db.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as read_f,\

    open('.db.txt.swap',mode='wt',encoding='utf-8') as wrife_f:

for line in read_f:

    wrife_f.write(line.replace('SB','kevin'))

os.remove('db.txt')

os.rename('.db.txt.swap','db.txt')

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