Python文件操作
# 1 文件的概念
# 1.1 什么是文件
内存中存放的数据在计算机关机后就会消失。要长久保存数据,就要使用硬盘、光盘、U 盘等设备。为了便于数据的管理和检索,引入了**“文件”**的概念。
一篇文章、一段视频、一个可执行程序,都可以被保存为一个文件,并赋予一个文件名。操作系统以文件为单位管理磁盘中的数据。一般来说,文件可分为文本文件、视频文件、音频文件、图像文件、可执行文件等多种类别。
# 1.2 思考:文件操作包含哪些内容呢?
在日常操作中,我们对文件的主要操作:创建文件、打开文件、文件读写、文件备份等等
# 1.3 文件操作的作用
文件操作的作用就是把一些内容(数据)存储存放起来,可以让程序下一次执行的时候直接使用,而不必重新制作一份,省时省力。
# 2. 文件的基本操作
# 2.1 文件操作三步走
① 打开文件
② 读写文件
③ 关闭文件
# 2.2 open函数打开文件
在Python,使用open()函数,可以打开一个已经存在的文件,或者创建一个新文件,语法如下:
f = open(name, mode)
注:返回的结果是一个file文件对象(后续会学习,只需要记住,后续方法都是f.方法())
name:是要打开的目标文件名的字符串(可以包含文件所在的具体路径)。
mode:设置打开文件的模式(访问模式):只读r、写入w、追加a等。
r模式:代表以只读模式打开一个已存在的文件,后续我们对这个文件只能进行读取操作。如果文件不存在,则直接报错。另外,r模式在打开文件时,会将光标放在文件的第一行(开始位置)。
w模式:代表以只写模式打开一个文件,文件不存在,则自动创建该文件。w模式主要是针对文件写入而定义的模式。但是,要特别注意,w模式在写入时,光标也是置于第一行同时还会清空原有文件内容。
a模式:代表以追加模式打开一个文件,文件不存在,则自动创建该文件。a模式主要也是针对文件写入而定义模式。但是和w模式有所不同,a模式不会清空文件的原有内容,而是在文件的尾部追加内容。
文件路径:① 绝对路径 ② 相对路径
① 绝对路径:绝对路径表示绝对概念,一般都是从盘符开始,然后一级一级向下查找(不能越级),直到找到我们要访问的文件即可。
比如访问C盘路径下的Python文件夹下面的python.txt文件,其完整路径:
Windows
C:\Python\python.txt
Linux
/usr/local/nginx/conf/nginx.conf
绝对路径一般路径固定了,文件就不能进行移动,另外在迁移过程中会比较麻烦。
② 相对路径:相对路径表示相对概念,不需要从盘符开始,首先需要找到一个参考点(就是Python文件本身)
同级关系:我们要访问的文件与Python代码处于同一个目录,平行关系,同级关系的访问可以使用./文件名称
或者直接写文件名称
即可
上级关系:如果我们要访问的文件在当前Python代码的上一级目录,则我们可以通过../
来访问上一级路径(如果是多级,也可以通过../../../去一层一层向上访问
下级关系:如果我们要访问的文件在与Python代码同级的某个文件夹中,则我们可以通过文件夹名称/
来访问某个目录下的文件
# 2.3 write函数写入文件
基本语法:
f.write('要写入的内容,要求是一个字符串类型的数据')
# 2.4 close函数关闭文件
f.close()
# 2.5 入门级示例
# 1、打开文件
f = open('python.txt', 'w')
# 2、写入内容
f.write('人生苦短,我学Python!')
# 3、关闭文件
f.close()
强调一下:中文乱码问题,默认情况下,计算机常用编码ASCII、GBK、UTF-8
# 2.6 解决写入中文乱码问题
# 1、打开文件
f = open('python.txt', 'w', encoding='utf-8')
# 2、写入内容
f.write('人生苦短,我学Python!')
# 3、关闭文件
f.close()
# 2.7 文件的读取操作
read(size)方法
:主要用于文本类型或者二进制文件(图片、音频、视频...)数据的读取
size表示要从文件中读取的数据的长度(单位是字符/字节),如果没有传入size,那么就表示读取文件中所有的数据。
f.read() # 读取文件的所有内容
f.read(1024) # 读取1024个字符长度文件内容,字母或数字
# 1、打开文件
f = open('python.txt', 'r', encoding='utf-8')
# 2、使用read()方法读取文件所有内容
contents = f.read()
print(contents)
# 3、关闭文件
f.close()
readlines()方法
:主要用于文本类型数据的读取
readlines可以按照行的方式把整个文件中的内容进行一次性读取,并且返回的是一个列表,其中每一行的数据为一个元素。
# 1、打开文件
f = open('python.txt', 'r', encoding='utf-8')
# 2、读取文件
lines = f.readlines()
for line in lines:
print(line, end='')
# 3、关闭文件
f.close()
# 2.8 聊聊文件操作的mode模式
模式 | 描述 |
---|---|
r | 以只读方式打开文件。文件的指针将会放在文件的开头。这是默认模式。 |
rb | 以二进制格式打开一个文件用于只读。文件指针将会放在文件的开头。这是默认模式。 |
r+ | 打开一个文件用于读写。文件指针将会放在文件的开头。 |
rb+ | 以二进制格式打开一个文件用于读写。文件指针将会放在文件的开头。 |
w | 打开一个文件只用于写入。如果该文件已存在则打开文件,并从开头开始编辑,即原有内容会被删除。如果该文件不存在,创建新文件。 |
wb | 以二进制格式打开一个文件只用于写入。如果该文件已存在则打开文件,并从开头开始编辑,即原有内容会被删除。如果该文件不存在,创建新文件。 |
w+ | 打开一个文件用于读写。如果该文件已存在则打开文件,并从开头开始编辑,即原有内容会被删除。如果该文件不存在,创建新文件。 |
wb+ | 以二进制格式打开一个文件用于读写。如果该文件已存在则打开文件,并从开头开始编辑,即原有内容会被删除。如果该文件不存在,创建新文件。 |
a | 打开一个文件用于追加。如果该文件已存在,文件指针将会放在文件的结尾。也就是说,新的内容将会被写入到已有内容之后。如果该文件不存在,创建新文件进行写入。 |
ab | 以二进制格式打开一个文件用于追加。如果该文件已存在,文件指针将会放在文件的结尾。也就是说,新的内容将会被写入到已有内容之后。如果该文件不存在,创建新文件进行写入。 |
a+ | 打开一个文件用于读写。如果该文件已存在,文件指针将会放在文件的结尾。文件打开时会是追加模式。如果该文件不存在,创建新文件用于读写。 |
ab+ | 以二进制格式打开一个文件用于追加。如果该文件已存在,文件指针将会放在文件的结尾。如果该文件不存在,创建新文件用于读写。 |
虽然mode文件操作模式很多,但是我们只需要记住3个字符即可。r、w、a
r+、w+、a+,代加号,功能全,既能读,又能写(区别在于指针到底指向不同)
rb、wb、ab,代b的字符,代表以二进制的形式对其进行操作,适合读取文本或二进制格式文件,如图片、音频、视频等格式
rb+、wb+、ab+,代加号,功能全,既能读,又能写(区别在于指针到底指向不同)
# 2.9 seek函数移动光标
无论是文件读操作,还是写操作。其起始位置都是文件光标决定的。
r => 文件头
w => 清空文件内容,指向文件头
a => 文件尾
光标在刚打开文件时,默认情况下是根据r、w、a模式相关固定的。但是我们可以通过某些方法,人为移动光标。可以通过seek方法实现。
f.seek(offset,whence=0)
offset:开始的偏移量,也就是代表需要移动偏移的字节数
whence:给offset参数一个定义,表示要从哪个位置开始偏移;0代表从文件开头开始算起,1代表从当前位置开始算起,2代表从文件末尾算起。
实际工作中,seek主要用于重置光标到起始位置。
f.seek(0)
或
f.seek(0, 0)
其他应用(了解):需要在DOS窗口运行
>>> f = open('workfile', 'rb+')
>>> f.write(b'0123456789abcdef')
16
>>> f.seek(5) # 从0开始向右移动5个字节
5
>>> f.read(1)
b'5'
>>> f.seek(-3, 2) # 从右向左移动3个字节
13
>>> f.read(1)
b'd'
# 3. 文件备份示例
# 3.1 示例需求
需求:用户输入当前目录下任意文件名,完成对该文件的备份功能(备份文件名为xx[备份]后缀,例如:(test[备份].txt)。
实现思路:
① 接收用户输入的文件名
② 规划备份文件名
③ 备份文件写入数据
# 3.2 代码实现
# 1、接收用户输入的文件名(要备份的文件名)
oldname = input('请输入要备份的文件名称:') # python.txt
# 2、规划备份文件名(python[备份].txt)
# 搜索点号
index = oldname.rfind('.')
# 返回文件名和文件后缀
name = oldname[:index]
postfix = oldname[index:]
newname = name + '[备份]' + postfix
# 3、对文件进行备份操作
old_f = open(oldname, 'rb')
new_f = open(newname, 'wb')
# 读取源文件内容写入新文件
while True:
content = old_f.read(1024)
if len(content) == 0:
break
new_f.write(content)
# 4、关闭文件
old_f.close()
new_f.close()
# 3.3 查漏补缺
遗留问题:我们要备份的文件名称都是由用户通过input方法输入而来的,但是一定要记住,只要在程序中有人为输入,强烈建议对用户输入的数据进行校检。
所有用户的输入都是不靠谱的!
解决用户输入文件名称异常问题:
# 1、接收用户输入的文件名(要备份的文件名)
oldname = input('请输入要备份的文件名称:') # python.txt
# 2、规划备份文件名(python[备份].txt)
# 搜索点号
index = oldname.rfind('.')
# 对index进行判断,判断是否合理(index > 0)
if index > 0:
# 返回文件名和文件后缀
name = oldname[:index]
postfix = oldname[index:]
newname = name + '[备份]' + postfix
# 3、对文件进行备份操作
old_f = open(oldname, 'r')
new_f = open(newname, 'w')
# 读取源文件内容写入新文件
while True:
content = old_f.read(1024)
if len(content) == 0:
break
new_f.write(content)
# 4、关闭文件
old_f.close()
new_f.close()
else:
print('请输入正确的文件名称,否则无法进行备份操作...')
# 4. 文件和文件夹操作
# 4.1 os模块
在Python中文件和文件夹的操作要借助os模块里面的相关功能,具体步骤如下:
第一步:导入os模块
import os
第二步:调用os模块中的相关方法
os.函数名()
# 4.2 与文件操作相关方法
编号 | 函数 | 功能 |
---|---|---|
1 | os.rename(旧文件名称,新文件名称) | 对文件进行重命名操作 |
2 | os.remove(要删除文件名称) | 对文件进行删除操作 |
示例:把Python项目目录下的python.txt文件,更名为linux.txt,休眠20s,刷新后,查看效果,然后对这个文件进行删除操作。
# 第一步:导入os模块
import os
# 第三步:引入time模块
import time
# 第二步:使用os.rename方法对python.txt进行重命名
os.rename('python.txt', 'linux.txt')
# 第四步:休眠20s
time.sleep(20)
# 第五步:删除文件(linux.txt)
os.remove('linux.txt')
# 4.3 与文件夹操作相关操作
前提:
import os
相关方法:
编号 | 函数 | 功能 |
---|---|---|
1 | os.mkdir(新文件夹名称) | 创建一个指定名称的文件夹 |
2 | os.getcwd() | current work directory,获取当前目录名称 |
3 | os.chdir(切换后目录名称) | change directory,切换目录 |
4 | os.listdir(目标目录) | 获取指定目录下的文件信息,返回列表 |
5 | os.rmdir(目标目录) | 用于删除一个指定名称的"空"文件夹 |
示例1:
# 导入os模块
import os
# 1、使用mkdir方法创建一个images文件夹
if not os.path.exists('images'):
os.mkdir('images')
if not os.path.exists('images/avatar')
os.mkdir('images/avatar')
# 2、getcwd = get current work directory
print(os.getcwd())
# 3、os.chdir,ch = change dir = directory切换目录
os.chdir('images/avatar')
print(os.getcwd())
# 切换到上一级目录 => images
os.chdir('../../')
print(os.getcwd())
# 4、使用os.listdir打印当前所在目录下的所有文件,返回列表
print(os.listdir())
# 5、删除空目录
os.rmdir('images/avatar')
示例2:准备一个static文件夹以及file1.txt、file2.txt、file3.txt三个文件
① 在程序中,将当前目录切换到static文件夹
② 创建一个新images文件夹以及test文件夹
③ 获取目录下的所有文件
④ 移除test文件夹
# 导入os模块
import os
# ① 在程序中,将当前目录切换到static文件夹
os.chdir('File')
# print(os.getcwd())
# ② 创建一个新images文件夹以及test文件夹
if not os.path.exists('images'):
os.mkdir('images')
if not os.path.exists('test'):
os.mkdir('test')
# ③ 获取目录下的所有文件
# print(os.listdir())
for file in os.listdir():
print(file)
# ④ 移除test文件夹
os.rmdir('test')
# 4.4 文件夹删除补充(递归删除、慎重!)
# 导入shutil模块
import shutil
# 递归删除非空目录
shutil.rmtree('要删除文件夹路径')
递归删除文件夹的原理:理论上,其在删除过程中,如果文件夹非空,则自动切换到文件夹的内部,然后把其内部的文件,一个一个删除,当所有文件删除完毕后,返回到上一级目录,删除文件夹本身。
# 4.5 普及路径的小知识
绝对路径:从盘符开始,一级一级向下移动,不能越级
D:\PycharmProjects\pythonProject\static
相对路径:
① 同级路径,都在同一个文件夹中,兄弟关系,如static目录下有file1.txt和file2.txt,则file1.txt和file2.txt就是同级关系,同级访问直接使用名称即可。
② 下一级路径,我们的文件与另外一个文件存在上下级关系,如images文件夹中存在一个avatar文件夹,则images是上级目录,avatar是下级目录。则我们访问avatar可以通过images/avatar来实现。
③ 上一级路径,如果我们某些时候,向从当前目录下,跳出到外一层路径,我们可以使用**../**来实现。