文章目录
- 一、引言
- 二、python实现操作文件流程
- 1、操作文件的流程
- 2、资源回收与with上下文管理
- 3、指定操作文本文件的字符编码
- 三、文件操作模式
- 1、控制文件读写操作的模式
- 2、r模式的使用
- （1）r模式基本知识及使用案例
- （2）read方法使用
- 3、w模式的使用
- （1）writelines方法的案例
- 4、a 模式的使用
- 5、+ 模式的使用(了解)
- （1）r+模式的使用
- （2）w+模式的使用
- （3）a+模式的使用
- 6、+模式整体总结
- 四、控制文件读写内容的模式
- 1、t模式的使用
- 2、b模式的使用
- 五、主动控制文件内指针移动
- 1、0模式详解
- 2、1模式详解
- 3、2模式详解
一、引言
众所周知计算机由应用程序、操作系统、硬件三部分结构。
我们python或其他编程语言编写的程序和数据要想持久化保存，就必须保存到硬盘中。但是我们的应用程序不能直接对硬盘进行操作，操作系统把复杂的硬件操作封装成简单的接口给用户/应用程序使用，文件就是这个接口，应用程序可以通过操作文件实现对硬盘操作。
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二、python实现操作文件流程
1、操作文件的流程
- 打开文件，得到一个文件句柄并赋值给一个变量
- 通过句柄对这个文件进行操作
- 关闭文件
python实现：
f = open('a.txt',mode='rt',encoding='utf-8') #打开文件得到句柄f
print(f.read()) #读文件
f.close() #关闭文件
2、资源回收与with上下文管理
打开一个文件包含两个部分的资源：存储句柄的f占用的内存资源、操作系统打开的文件。在操作完毕一个文件时，这两部分的资源都必须回收。回收方法：
f.close() #回收操作系统打开的文件资源
del f #回收存储句柄的f占用的内存资源
#f如果先被删除了，那么你再无法使用f调用close方法关闭文件。
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)
#上面这个程序，实现了把一个文件复制到另外一个文件。
with上下文时用来在代码块执行完文件操作后，自动关闭文件。
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、文件操作模式
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
文件指针：总是指向需要操作的文件内容的某个地方。不同模式，开始时，文件指针指向不同的地方。
2、r模式的使用
（1）r模式基本知识及使用案例
# r只读模式: 在文件不存在时则报错,文件存在，文件指针直接跳到文件开头，读取文件指针后的所有内容，不能写。
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')
for line in f释疑：
对文件对象进行for循环遍历，是将文件中的内容一行行的以字符串赋值给line变量
（2）read方法使用
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.read(5) #代表读出5个字符
f.readline() #读取一行内容,光标移动到第二行首部
f.readlines() #把文件内容每行作为元素存在一个列表中
文件内容：
f.read():
f.readline():
f.readlines():
看完三面三个运行结果，有人就有疑问了，为什么readlines方法的运行结果多了个\n？
答：文件内容和你看到的并不一样，电脑存储文件的样子实际时这样子的：
wjc:123\nhaha:456\nheihei:789 #注：每个\n隶属于前面的，因为你打字，是在当前行的结尾换行的（即当前行结尾处输入换行符的）
3、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，不能读。
with open('db.txt',mode='w',encoding='utf-8') as f:
f.write('吴晋丞:123\n')
f.write('xixi:admin\n')
f.write('wowo:456\n')
f.write('吴晋丞:123\nxixi:admin\nwowo:456')
#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面写内容的后面
# 2 如果重新以w模式打开文件，则会清空文件内容
（1）writelines方法的案例
write方法可以写多行，因此它不是拿来写多行的！
with open('db.txt',mode='wt') as f:
l = ['111\n','222','333']
# f.writelines(l) #这个和下面的代码是一样的效果
for line in l:
f.write(line)
执行过后db.txt文件中的内容：
4、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，不能读。
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:
username = input('username>>>: ').strip()
password = input('password>>>: ').strip()
with open('db.txt', mode='a', encoding='utf-8') as f:
info = '{name}:{pwd}\n'.format(name=username,pwd=password)
f.write(info)
# 注册我们不可能使用w模式，清空写是吧，需要追加写！
小练习运行示例：
为什么没有换行呢？
答：我们在w模式时，最后一个输入的字符串没有加\n，所以接下来写入的时候，还是从当前行写走。
5、+ 模式的使用(了解)
这个模式你如果想搞懂，你需要对文件指针有一个清楚的认识，你需要时刻清楚文件指针当前在哪个地方。
# r+ w+ a+ :它们都是代表对文件内容具有可读可写
#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
它们对文件内容都具有可读可写，那么有什么区别？
（1）r+模式的使用
r+模式代表以r为主体，读写都具有r的特点
r的特点：不存在文件时，无法读文件，报错；文件存在，从文件内容开始的地方，开始读。
r+模式的写操作案例：
with open('db.txt', mode='r+', encoding='utf-8') as f:
f.write('heihei')
info = f.read()
print(info)
db.txt文件原始内容:
haha:123
xixi:admin
wowo:456
执行结果：
执行后db.txt文件的内容：
疑问：为什么read读出来的内容和执行命令后的db.txt文件内容不一致？
答：因为write写操作写完，文件指针便不再是指到文件内容开头了，文件指针此时指向write的内容末尾，r模式我们晓得read只是读取文件指针之后的内容，所以只能打印write的内容末尾后面的内容，不能打印出来前面刚写入的内容。
结论：
- r+模式的读操作和r模式一致
- r+模式的写操作，没有文件不会创建文件，会报错
- r+模式的写操作是从文件开始处开始写的，且会覆盖原来的内容
（2）w+模式的使用
w+模式代表以w为主体，读写都具有w的特点
w的特点：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。
w+模式的读操作案例:
with open('db.txt', mode='w+', encoding='utf-8') as f:
info = f.read()
print(info)
执行后文档：
即使你再添加内容，文件指针也一直是在文末，read永远都读的都是空白。
总结：
- w+模式写操作和w模式一样
- w+模式读操作，无文件，则创建空文档，有文件则清空文件，再读出来，文件指针一直指向文末，读的内容一直时空白的。
（3）a+模式的使用
a+模式代表以a为主体，读写都具有a的特点
a的特点：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
a+模式的读操作案例：
with open('db.txt', mode='a+', encoding='utf-8') as f:
f.write('haha')
info = f.read()
print(info)
db.txt文件原始内容：
执行后文件的内容：
运行结果：
a+模式中read操作一直都是空白的，这是为什么呢？
答：因为有文件，文件指针就直接跳到文末，即使添加内容，也是追加，文件指针一直指向文末，所以read从文件指针往后读，不论怎样都是空白的
总结：
- a+模式的写操作和a模式的写操作一致
- a+模式的读操作，文件指针一直指向文末，读的都是空白
6、+模式整体总结
我们学习了上面三个+模式，发现w+模式和a+模式因为指针位置的问题，导致read功能相当于没有用，一直读的都是空白，r+模式因为指针位置问题，也会出现write添加内容之后，只能读部分内容。因此我们需要可以控制指针的移动，这个会在后面学习到。
四、控制文件读写内容的模式
1、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,传整型、浮点型等都不行。
#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，所以我们需要指定编码格式，不然可能会出现乱码
2、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
res = bytes("你好",encoding='utf-8') #相当于上面三行代码，
f.write(res)
f.write('1111\n222\n'.encode('utf-8')) # 针对b模式的写,需要自己写换行符
#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'{name}'.format(name=src_file),mode='rb') as read_f,open(r'{}'.format(dst_file),mode='wb') as write_f:
# for line in read_f: #一般视频文件一行内容可能会过大，这样`在这里插入代码片`按行读取，可能会造成内存不够
# write_f.write(line)
while True:
res = read_f.read(1024) #按每次1024字节来读
if len(res) == 0 : #按字节读，你需要明确什么时候跳出循环。
break
else:
write_f.write(res)
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) 无论是t还是b模式移动的都是字节。
# 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
1、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
2、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
3、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 time
with 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='')
注意：最后送大家一套2020最新企业Pyhon项目实战视频教程，点击此处 进来获取 跟着练习下，希望大家一起进步哦！
