Python文件操作系统

【一】文件操作基本流程

# 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f
f=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()

with使用方法：

# 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)

with的作用就是通过with关键字来帮我们管理上下文

【二】文件的操作模式

【1】r模式 只读

with open('a.txt',mode='r',encoding='utf-8') as f:
    read = f.read()
    print(read)
# aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa

【2】w模式 只写

• 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
• 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

with open("b.txt",mode='w',encoding='utf-8') as f_write:
    f_write.write("你好\n天气好\n111\n222\n")

【3】a模式 写入添加

• 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('b.txt',mode='a',encoding="utf-8") as f:
    f.write("asss\n")

实现一个小的注册功能：

name = input(">>>请输入用户名：")
pwd = input(">>>请输入密码：")
with open('b.txt',mode='a',encoding='utf-8') as f_write:
    info = '{}:{}\n'.format(name,pwd)
    f_write.write(info)

• 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

【4】+ 模式的应用

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

【三】控制文件读写内容的模式

• 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
  • 读写文件都是以字符串为单位的
  • 只能针对文本文件
  • 必须指定encoding参数
• b：二进制模式
  • 读写文件都是以bytes/二进制为单位的
  • 可以针对所有文件
  • 一定不能指定encoding参数

【1】t模式的使用

with open('b.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f:
    res = f.read()
    print(type(res))

with open('b.txt',mode='wt',encoding='utf-8') as f:
    data = 'abc'
    f.write(data)

【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

• 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

【3】练习:编写拷贝工具

src_file=input('源目标路径: ').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)
# 源目标路径: C:/Users/13621/Desktop/1701672425983.jpg
#目标文件路径: E:/PycharmProjects/demo/venv/1701672425983.jpg

【4】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

（1）一次性读入内容方式一

with open('b.txt',mode='rt',encoding='utf-8')as f:
    for line in f:
        print(line)

（2）一次性读入内容方式二

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)

【3】写操作

# 针对文本模式的写,需要自己写换行符
f.write('1111\n222\n')  

# 针对b模式的写,需要自己写换行符
f.write('1111\n222\n'.encode('utf-8'))  

# 文件模式
f.writelines(['333\n','444\n'])  

# b模式
f.writelines([bytes('333\n',encoding='utf-8'),'444\n'.encode('utf-8')]) 

【四】文件的修改

• 在Python中seek函数用与移动文件中指针位置和指定指针移动偏移量大小

• seek函数用于移动文件中指针位置和指定指针移动偏移量大小。

• seek()函数格式为：

  file. seek(offset[, whence])
  

• offset是偏移量，可正可负，正数表示向后面移动offset位，负数表示向前面移动offset位；

• whence有0,1,2三个参数，0表示将指针移动到文件开头，1表示将指针移动到当前位置，2表示将指针移动到文件结尾。

with open("b.txt","r") as f:
    a = f.read()
    print(a)

    f.seek(2,0)
    print(f.read())

# 这里需要注意，一个中文占三个字节，参数为9的话正好是三个中文字符，所以光标移动到索引为9的位置进行插入
# 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

【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'))

【2】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 os

with 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')