Python面向对象之文件操作

文件的概念

文件的概念和作用

1. 计算机的文件，就是存储在某种长期存储设备上的一段数据；长期存储设备包括：U盘，硬盘，移动硬盘，光盘，等；
2. 文件的作用：将数据长期保存，在需要的时候使用；

文件的存储方式

在计算机中，文件是以二进制的形式保存在磁盘上的；

文本文件和二进制文件

文本文件

• 可以用文本编辑软件查看；
• 本质上还是二进制文件； 例如：python源文件。

二进制文件

• 保存的文件不是直接给人阅读的，而是提供给其他软件使用的；
• 二进制文件不能会用文本编辑软件查看； 例如：图片文件，音频文件等

文件的基本操作

文件操作步骤

在计算机中操作文件的步骤时分固定，一共包含三个步骤：

1. 打开文件；
2. 读，写文件；读：将文本内容读入内存；写：将内存内容写入文本；
3. 关闭文件；

操作文件的方法/函数

在python中操作文件需要记住一个函数和两个方法

• open函数负责打开文件，返回文件操作对象；
• 其余三个方法需要通过文件对象调用；

read方法-读取文件

open函数的第一个参数是要打开的文件名(文件名区分大小写)；

如果文件存在，返回文件操作对象
如果文件不存在，会抛出异常

read方法可以一次性读入并返回文件的所有内容； close方法负责关闭文件； 如果忘记关闭文件，会造成系统资源消耗，而且会影响到后续对文件的访问； 注意：read方法执行后，会把文件指针移动到文件的末尾； 提示：在开发中，通常会先编写打开和关闭的代码，再编写中间针对文件的读写操作；

读取文件示例

# 打开文件
file = open("hello.txt")
# 读取文件
text = file.read()
print(text)
# 关闭文件
file.close()

# welcome to hello.txt
# this is a test file.

文件指针

• 文件指针标识 从哪个位置开始读取数据；
• 第一次打开文件时，通常文件指针会指向文件的开始位置；
• 当执行了read方法后，文件指针会移动到读取内容的末尾；默认情况下会移动到文件末尾；

所以，如果在同一次打开文件中，执行了一次read方法，读取所有内容，再次调用read方法的话，就不能够再获得内容了；这是因为第一次读取之后，文件指针移动到了文件末尾，再次调用不会读取到任何的内容；

文件指针示例

# 打开文件
file = open("hello.txt")
# 读取文件
text = file.read()
print(text)
print(len(text))

print("-"*50)
# 再次读取文件
text1 = file.read()
print(text1)
print(len(text1))

# 关闭文件
file.close()

# welcome to hello.txt
# this is a test file.
# 42
# --------------------------------------------------
# 0

open函数-打开文件的方式

open函数默认以只读方式打开文件，并且返回文件对象

open函数语法如下：

f = open("文件名", "访问方式")

open打开文件情况罗列

打开方式其实还有"rb","wb","wb+",...等，这是针对二进制文件的方式。

提示

• 频繁的移动文件指针，会影响文件的读写效率，开发中更多的时候会以只读，只写的方式来操作文件。

追写文件示例

file = open("hello.txt", "a")
file.write("hello world")
file.close()

按行读取文件内容

• read方法默认会把文件的所有内容一次性读取到内存；
• 如果文件太大，对内存的占用会非常严重。

readline方法

• readline方法可以一次读取一行内容；
• 方法执行后，会把文件指针移动到下一行，准备再次读取；

读取指定行数数据

file = open("hello.txt")

line1 = file.readline()
print(line1)
line2 = file.readline()
print(line2)

file.close()

# 1.welcome to hello.txt

# 2.this is a test file.

分行读取整个文件：

hello.txt内容

1.welcome to hello.txt
2.this is a test file.

3.hello world

readline_test.py内容

file = open("hello.txt")

while 1:

    line = file.readline()
    print(line, end="")

    if not line:
        break
file.close()

# 运行结果
# 1.welcome to hello.txt
# 2.this is a test file.

# 3.hello world

小文件复制示例

# 打开文件
read_file = open("hello.txt")
write_file = open("hello_small.txt", "w")

# 读写文件
text = read_file.read()
write_file.write(text)

# 关闭文件
read_file.close()
write_file.close()

大文件复制示例

# 打开文件
read_file = open("hello.txt")
write_file = open("hello_big.txt", "w")

# 读写文件
while 1:
    # 读取一行内容
    text = read_file.readline()
    # 判断是否有内容
    if not text:
        break
    # 写入复制文件
    write_file.write(text)

# 关闭文件
read_file.close()
write_file.close()

文件/目录的常用管理操作

• 在终端/文件浏览器中，可以执行常规的文件/目录管理操作，例如：创建，重命名，删除，改变路径，查看目录内容等等。
• 在Python中，如果希望通过程序实现上述功能，需要导入os模块。

文件操作方法罗列

目录操作方法罗列

提示：文件/目录操作都支持绝对路径/相对路径

文本文件的编码格式

• 文本文件存储的内容是基于字符编码的文件，常见的编码有ASCII编码，UNICODE编码等；
• python2.x默认使用ASCII编码；
• python3.x默认使用UTF-8编码；

ASCII编码和UNICODE编码

ASCII编码

• 计算机中只有256个ASCII字符；
• 一个ASCII在内存中占用1个字节的空间；而8个0/1的排列组合方式一共有256中，也就是2**8

UTF-8编码

• 计算机中使用的1-6个字节来表示一个utf-8字节，涵盖了地球上几乎所有地区的文字；
• 大多数汉字会使用3个字节来表示；
• utf-8是UNICODE编码的一种编码格式。

python2.x中使用中文

在python2.x文件的第一行增加以下代码，解释器会以utf-8编码来处理python文件；

# *-* coding:utf8 *-*

上面这种是官方推荐使用的，也可以使用下面这种方式：

# coding=utf8

unicode字符串前加u

• 在python2.x中，即使指定了文件使用utf-8的编码格式，但是在遍历字符串时，仍然会以字节为单位遍历字符串；
• 要能够正确的遍历字符串，在定义字符串时，需要在字符串的引号前，增加一个小写字母u，告诉解释器这是一个unicode字符串(使用utf-8编码格式的字符串)。

例如下面的代码：

test_str = "hello世界"
print(test_str)

在2和3下都会正确执行，但是当我们遍历输出字符串时，就会出现不一样的情况；

test_str = "hello世界"
print(test_str)
for i in test_str:
    print(i)

在python3中可以正常执行以上代码； 但是在python2中，可以输出完整字符，遍历时输出的结果中"世界"显示的是六行特殊字符； 解决为 定义字符串时，需要在字符串的引号前，增加一个小写字母u。

示例如下：

test_str = u"hello世界"
print(test_str)
for i in test_str:
    print(i)