Python 语言-第七章模块与文件操作

第七章模块与文件操作

7.1 模块

7.1.1 认识模块

• 模块英文为 Modules
• 函数与模块的关系
  • 一个模块可以包含多个模块
• 在 Python 中，一个扩展名为".py"的程序文件就是一个模块(module)
• 模块的好处：
  • 方便其他程序和脚本的导入、使用
  • 避免函数名和变量名冲突
  • 提高代码的可维护性、可重用性
• 拓展脚本、文件、模块的基本概念：
  • 这三者并无太大区别
  • 文件：通常，Python 文件是包含代码的任何文件。大多数Python文件的扩展名为 .py
  • 脚本：Python 脚本是基于命令行执行以完成某项任务的一类文件
  • 模块：Python 模块是从另一个模块、脚本或解释器中导入的文件

7.1.2 模块的定义与使用

• 创建模块

  • 新键一个 .py 文件，名称不要与 python 自带的标准模块名称相同

• 导入整个模块

  • 语法格式：

    import 模块名1 [as 别名1][,模块2[别名2]]……
    

• 从模块中导入指定项目使用 from……import 语句，语法格式:

  from 模块名 import 项目1,[,项目2,[,...,项目n]]
  from 模块名 import *  #指定模块导入所有项目
  

• 调用格式：

  模块名或别名.函数名(参数)
  

7.1.3 main() 函数

• main 函数的语法格式：

  if __name__ == '__main__':
      pass
  

• main 函数有什么用？

  • 可以判断当前 python 脚本是否是直接被 python 直接调用执行
    • 如果 python 脚本被作为模块引入时，其中的 main() 函数及后面的代码将不会被执行。

• 原理：

  • main() 函数可以看成是python程序的入口，其实也就是个 if 条件语句
  • 在每个模块的定义中都包括一个记录模块名称的变量 __ name __
    • 如果是当前模块运行，不管哪个位置的 __ name __ 属性，值都是__ main __
    • 当这个脚本作为模块被导入到另一个 .py 文件中，并且在这个.py 文件运行，此时的__ name __属性就会变成对应文件的文件名
  • 然后通过 if 语句判断当前模块的名称，如果是 __ main __，后续代码就会运行

7.1.4 包

• 在 python 中的包是一个分层次的目录结构，它将一组功能相近的模块组织在一个目录下

• 包的作用

  • 使代码规范
  • 避免模块名称冲突

• 包于目录的区别

  • 包：包含__ init __.py 文件的目录称为包
  • 目录：不含__ init __.py 文件的称为目录

• 导入包跟导入模块基本类似：

  import 包名.模块名
  

7.1.5 常见的内置模块

• 模块名	描述
  sys	与 python 解释器及环境操作相关的标准库
  time	与时间相关的各种函数的标准库
  os	访问操作系统服务功能的标准库
  calender	与日期相关的各种函数的标准库
  urllib	用于读取来自网上（服务器）的数据标准库
  json	用于使用 json 序列化和反序列化对象
  re	用于在字符串中执行正则表达式匹配和替换
  math	提供标准算数运算函数的标准库
  decimal	用于进行精确控制运算精度、有效数位和四舍五入操作的十进制运算
  logging	提供了灵活的记录事件、错误、警告、和调试信息等日志信息的功能

7.1.6 第三方模块的安装使用

• 安装

  • 以 windows 为例，语法格式：

    pip install 模块名
    

  • 例如：

    C:\Users\smzy> pip install scrapy
    

  • 一些第三方模块下载慢，可能使用国内的网站或者镜像

• 使用

  • 与内置模块一样的使用方法：

    import 模块名
    

7.2 文件操作

7.2.1 常见字符编码格式

• python 解释器使用的是 Unicode （内存）

• .py 文件在磁盘上使用的 UTF-8 储存（外存）

• 

7.2.2 文件读写原理

• 文件读写操作，通常称为”I/O操作“
  • 读：从硬盘到内存
  • 写：从内存到硬盘
• python 读取文件文件遵从”先进先出“规则，先进入”管道“的先出来，所以基本上 python 程序是从上而下逐行运行的
• 文件读写操作流程：
  
• 操作原理：
  

7.2.3 文件读写操作

• 使用内置函数open()创建文件对象

  • 使用 open() 创建的对象一定要记得关闭对象，否则会造成严重的资源浪费

• 语法格式：

  open(filename[,mode][,encoding])
  

  filename：要创建或者要打开的文件名称

  mode：打开的模式（默认为只读）。下一节会介绍

  encoding：打开的编码格式（默认为 GBK）

  • 例如：

    file1 = open(r'D:\PyCham','a',encoding = 'UTF-8')
    file1.read()        #对文件对象进行操作
    file1.close()
    

• 原理：

  • 通过 I/O 流将磁盘文件的内容与程序中的对象中的内存进行同步
    

7.2.4 文件常见的打开模式

• 以文件的数据组织形式分为：二进制文件和文本文件

  • 二进制文件：把数据内容以“字节”进行存储，无法用记事本打开
    • 例如：MP3 音频文件、jpg 图片、.doc 文档
  • 文本文件：以普通“字符”方式储存，默认为 Unicode 字符集，可以使用记事本打开

• 打开模式：

  打开模式	描述
  r	以只读模式打开文件。文件的指针会放在文件的开头
  w	以只写模式打开文件，如果文件不存在，则创建文件；如果文件存在，则覆盖文件内容。文件的指针会放在文件的开头
  a	以追加模式打开文件，如果文件不存在，则创建文件；如果文件存在，则想文件追加文件内容。文件的指针会放在文件的末尾
  b	以二进制方式打开文件，不能单独使用，需要与其他模式一起使用，如：rb、wb
  +	以读写方法打开文件，不能单独使用，需要与其他模式一起使用，如：a+

7.2.5 文件对象的常用方法

• 方法名	说明	参数
  read([size])	从文件中读取 size 个字节或字符内容返回；如果省略 size，则一次读取文件所有内容	size：文件读取的字节数
  readline()	从文本文件中读取一行内容
  readlines()	将文本文件中每一行都作为独立的字符串对象，放入列表中返回
  write(str)	将字符串 str 内容写入文件
  writelines(s_list)	将字符串列表 s_list 写入文本文件，不添加换行符	s_list ：字符串列表
  seek(offset[,whence])	将文件指针移动到新的位置	offset：相对于 whence 的位置，为正往结束的方向移动，为负数往开始方向移动 whence：不同的值代表不同含义；0：从文件头开始计算（默认情况）；1：从当前位置开始计算；2：从文件尾开始计算
  tell()	返回文件指针当前位置
  flush()	将缓存区内容写入文件，但是不关闭文件
  close()	将缓存区内容写入文件，同时不关闭文件，释放文件对象相关资源

7.2.6 with 语句

• 语法格式：

  with 上下文表达式 [as 上下文表达式的别名]:
      with 语句体
  

  上下文表达式：是指其表达式中需要实现”上下文管理器协议“，才能使用 with 语句

  别名：方便后续对上下文表达式中的对象进行操作

• 上下文管理器协议：一个类对象在 Python 中，只要实现以下方法，就实现了上下文管理器协议：

  • __enter__：在进入 with 语法块之前调用，返回值会赋值给 with 的 target
  • __exit__：在退出 with 语法块时调用，一般用作异常处理

• 而这个类对象的实例对象就被称为上下文管理器，所以 含有上下文表达式的 with 语句，也被称为上下文管理器

• 特点：with 语句可以自动管理上下文资源，能使上下文资源，无论出现什么原因都可以跳出 with 块，都能确保文件的正确关闭

• 使用 with 语句来进行文件的读写能即使达到释放资源的目的

  • 离开运行时，上下文会自动调用上下文管理器的特殊方法__exit__()，所以就不用手动使用close()方法释放内存了

7.3 对目录或者文件的操作

• 主要介绍一下 os 模块和 os.path 模块

  • 这两个模块都是主要用于对目录或者文件的操作

• os 模块

  • python 内置的与操作系统功能和文件系统相关的模块

  • 这个模块中的语句的执行结果通常与操作系统有关

  • 在不同的操作系统上运行，得到的结果可能不同

  • 启动应用os.system('应用.exe')

    • 例如：

      import  os
      #启动系统软件
      # os.system('calc.exe') #计算器
      # os.system('notepad.exe') #记事本
      

  • 调用可执行文件os.startfile('可执行文件')

    • 例如：

      import  os
      #调用可执行文件
      #os.startfile('D:\qq.exe') #启动qq
      

  • os 模块操作目录的相关函数

    函数	描述
    getcwd()	返回当前工作目录
    listdir(path)	返回指定路径下的文件和目录信息
    mkdir(path[,mode])	创建目录
    mkdirs(path1/path2……[,mode])	创建多级目录
    rmdir	删除目录
    removedires(path1/path2……)	删除多级目录
    chdir(path)	将 path 设置为当前工作目录

• os.path 模块

  • 操作目录的相关函数

    函数	说明
    abspath(path)	用于获取文件或目录的绝对路径
    exists(path)	用于判断文件和目录是否存在，如果存在返回 True，不存在返回 False
    join(path,name)	将目录与目录或文件名拼接起来
    splitext()	分离文件名和拓展名
    basename(path)	从一个目录中提取文件名
    dirname(path)	从一个路径中提取文件路径，不包括文件名
    isdir(path)	用于判断是否为路径