文件操作
1.1重要性
- 数据持久性：文件是存储数据的一种非常基本且重要的方式。通过文件，我们可以将程序产生额数据永久保存下来，以便将来使用。
- 跨平台兼容性:文件是一种通用的的数据交换格式，可以在不同的操作系统和平台上进行传输和处理
- 数据备份与恢复：定期备份书库到文件防止数据丢失，便于数据恢复
- 数据共享：文件可以轻松在网络之间共享，使得更多人协作成为可能
- 配置管理：许多应用程序使用文件来存储配置信息
- 日志记录：记录运行日志
1.2应用场景
- 数据分析
- web开发
- 系统管理
- 文本处理
- 游戏开发
2.1文件的概念
一种持久性存储介质，如硬盘上的数据集合。文件可以包含歌中歌类型的信息，包括文本，图像，音频，视频，音频以及其他类型的二进制数据。文件是操作系统用来组织好管理这些数据的主要方式之一。
文件组成：
- 数据：用户实际存储的信息
- 元数据:文件本身的附加信息，包括但不限于文件名，创建日期，文件大小，文件类型
- 文件系统：这是操作系统用来组织和管理文件的逻辑结构，包括文件的命名，存储和检索方式。文件系统还负责管理磁盘空间的分配，确保文件可以被正确读写。常见文件系统有FAT32，NTFS等
2.2文件的属性
文件名：唯一标识
位置
文件大小
创建日期和时间
修改日期和时间
访问权限：不同用户对文件的读、写、执行权限
2.3文件的类型
windows系统大致分为：
- 文本文件
- 二进制文件：不可读取，计算机可识别
- 可执行文件
- 目录/文件夹
linux系统可分为：
- -：普通文件
- d:目录文件
- b:块设备文件
- c：字符设备文件
- l:连接文件
- p:管道文件呢
- s:套接字文件
2.4文件路径
用来标识文件或者目录的一种方式
1.绝对路径
是从文件根目录开始的一条完整路径，它指明了根目录到目标文件或目录的具体步骤
特点：
不依赖与当前目录
在不同用户或程序间具有一致性
提供了文件或目录的完整信息
实例：
D:\ai2605\ai7\杨艳\第一阶段\03 python高级技巧\文件操作
\readme.txt
2.相对路径
D:\ai2605\ai7\杨艳\第一阶段\03 python高级技巧\文件操作
比如我要找这个目录下的的readme.txt文件，我只需要使用 .\readme.txt或者./readme.txt,即可；在Windows系统当中反斜杠和斜杠均可以，但是linux系统必须是./这种格式
特殊格式
当面目录：./
当前目录的父级目录： ../ ，用上面的例子解释就是 文件操作的上级03 python高级技巧下的文件
注意：文件夹命名含有数字的就必须使用转义字符，
\\03 python高级技巧下的文件
\t1\t2
# 若是不加反斜杠转义的话，就会被识别为一个制表符
这样03才不会被识别为其他的字符 而是表示文件的名字
3.文件操作的基本方法
3.1打开文件
在python当中，使用open()函数来打开文件，这个函数返回一个文件对象，可以用来进行后续的读写操作。
函数原型：
res = open(file_name,mode='r',buffering=None,encoding=None,eerors=None,newline=None,closefd=True)
file_name:要打开的文件的路径加名称包含后缀名，可以是绝对路径也可以是相对路径
mode:打开文件的模式，默认为'r',表示只读模式且以文本模式读取
buffering:可选参数，缓冲区大小。0表示无缓冲，1表示缓冲，更大的整数表示具体的缓冲区大小。默认为None,表示默认的缓冲策略，大多数情况下，使用默认值就可以了。
encoding:可选参数，用于指定文件的编码，仅适用于文本模式，默认值None表示系统默认编码打开文本文件
errors:可选参数，用于指定如何处理编码和解码错误，对于二进制模式无效。常见的值有stric,ignore,replace等
newline:可用于控制通用换行符模式的行为，他可以是
None,' ','\n','\r',或者'\r\n'
如果被设置为None，则通用换行符被启用，以上都被识别为换行符，并以\n的形式在文本模式下读取。如果设置为其他值，则在该值出进行换行符和转换
closefd:如果为True(默认值)，则在文件关闭时关闭文件描述。如果为False,则文件描述在文件关闭时保持打开状态
3.2文件模式
以下是几种常见的文件打开模式：
- 'r':read只读模式（默认值）。如果文件不存在就会触发异常
- 'r+'：打开文件进行读写，该文件必须存在，不在也会抛出异常
- 'w'：write写入模式，如果我那件存在则覆盖，不存在则创建。
- 'w+'：打开文件进行读写，如果文件存在则覆盖，不存在就创建
- 'a'：追加模式，如果文件存在则在文件末尾追加内容，不存在则创建
- 'a+':打开文件进行读写，如果文件存在则在末尾追加，如果不存在则创建
- 'x'：独占创建模式，如果文件已存在则抛出异常，还可以用来避免覆盖现有文件
- 'b'：二进制模式，读写时数据不会被转换，直接以字节形式处理
- 't'：文本模式（默认值），读写时，数据会被视为字符串
3.3读取文件
打开文件，可以使用以下方法读取内容：
- read（size）:size是可选参数，在文本模式下，一次读取文件指针后面size个大小的字符，在二进制模式下，一次最多读取文件指针后面size个大小的字节，默认size为None,表示一次性读取文件指针后面的所有内容并将其作为字符串返回。
- readline():从文件中读取单行数据
- readlines():读取所有行，并返回一个列表
3.4写入文件
- write(str):将str的内容覆盖到当前文件指针位置的后面，并将文件指针移动到新的写入位置，会返回写入的字符数量，写入其他类型的对象时，要先将他们转化为字符串或字节对象
- writelines（）：写入一个字符串列表
3.5关闭文件
在python中，使用close()方法关闭文件。关闭文件是一个重要的操作，因为它释放了与文件对象关联的系统资源，并确保数据被正确地写入存储介质。
功能
1.释放资源
2.刷新缓冲区
3.禁止进一步操作：关闭文件后，文件对象不在允许读取，写入或其它操作
重要性：
文件操作完成后，应该关闭文件以释放资源。可以使用close()方法关闭文件。在python程序中，如果不关闭打开的文件，可能会产生以下影响：
- 1.资源管理：文件描述符是有限的资源
- 2.数据完整性
- 3.防止错误
- 4.提高效率
- 5.清理操作：如关闭网络连接或释放其他相关资源
3.6with语句
是可以解决我们忘记关闭这个操作的语句，with是一种上下文管理器，简化资源的打开和关闭过程
基本语法
with expression [as variable]
with-block
1.表达式（expression）:这个表达式必须返回一个实现了上下文管理器协议的对象，包含--enter--和--exit--方法
2.as语句：这是可选的，如果提供了as子句，那么expression中的--enter--方法的返回值将被赋值给变量
3.with-block:这个代码是with语句的主体，在执行这个代码之前，会首先调用上下文管理器的--enter--方法。当with-block执行完毕之后，不论是因为正常完成还是因为异常，都会调用上下文管理器的--exit--方法，负责关闭文件
使用with语句的好处：
- 自动资源管理
- 更好的错误处理
- 更好的代码组织
4.文件指针的操作
4.1获取文件指针的位置
使用tell()函数去返回当前文件指针的位置；没有参数就代表返回文件指针相对于文件开头的偏移量，这个偏移量是一个整数，表示从文件开头到当前位置的字节数
注意事项：
tell方法仅在文件被打开读取时才有意义，因为在写入模式下，文件指针的位置会随着写入操作而改变
在读取模式下，tell方法返回的当前读取位置相对于文件开头的偏移量
其返回值是字节数，不是字符数，对于utf-8的编码格式来说，一个汉字占3个字节，所有中文字符与字节数是不同的
4.2改变文件指针的位置（光标）
# 使用seek函数去改变文件指针的位置
seek(offest,whence=0)第二个参数是默认为0，
offset:表示
相对于whence的偏移量，是一个整数，可正可负；正表示向文件末尾移动，负数表示向文件开头移动，0表示不偏移
whence:是一个可选参数，默认为0，指定了offset的起始位置，可以是以下是三个值之一
0：从文件开头开始计算偏移量
1：从文件当前位置开始计算偏移量
2：从文件末尾开始计算偏移量
5.获取文件属性
5.1获取文件大小
os.path.getmsize(path)
path:文件的路径
5.2 获取文件的最后修改时间
os.path.getmtime(path)
5.3 获取文件的创建时间
os.path.getctime(path)
5.4获取文件的最后访问时间
os.path.getatime(path)
6.目录操作
在python中，可以使用多个模块操作目录，最常用的就是os模块
6.1创建目录
在python当中使用os.mkdir(path)函数来创建目录
#函数原型
import os
os.mkdir(path,mode=0o777)
**注意**
1.os.mkdir()只能创建一级目录，父目录不在就抛出异常
2.创建多级目录结果，使用os.makedirs函数，他会递归的创建所需要的中间目录
path:要创建的目录的路径
mode:设置新创建的目录的权限位。默认值为0o777,八进制表示，意味所有人都有读，写和执行权限，只针对Linux系统，Windows系统会忽略
创建成功，函数不返回任何内容。如果指定的路径已经存在就会抛出异常，路径无效或权限不足不能创建目录也会抛出异常
多级目录
import os
os.makedirs('./t1/t2/test2')
6.2删除目录
在python当中，使用os.rmdir(path)函数去删除目录
import os
os.rmdir(path)
#注意
os.rmdir只能删除空目录。如果目录包含文件或其他目录，os.rmdir将无法删除它，并且会抛出异常
path:要删除的空目录的路径
如果目录删除成功，则函数不返回任何内容，如果指定的路径不存在，则会抛出异常，如果路径不是一个空目录，或者由于权限不足等原因无法删除目录，也会抛出此异常。
6.3改变当前工作目录
在python当中使用os.chdir(path)去改变工作目录
import os
os.chdir(path)
path:要切换到的目录的路径，如果指定的路径不存在，就会抛出异常。如果路径不是一个空目录，或者由于权限不足等原因无法删除目录，也会抛出异常
如果切换成功，则函数不返回任何内容
6.4获取当前工作目录
在python当中，使用os.getcwd()来获取当前的工作目录的路径
os.getcwd()
# 注意
1.os.getcwd()返回的是字符串形式的路径
2.在不同操作系统，路径方式不同，主要是Windows（反斜杠\），linux(正斜杠/)
该函数没有参数，返回字符串，表示当前工作目录的路径
适用场景：
需要再脚本确定当前的工作位置
当进行文件操作之前，需要知道文件的相对路径是基于哪个目录
当需要在不同目录下切换，需要返回到原始目录
6.5列出目录下的所有内容
在python当中使用os.listdir(path)函数获取指定目录下的所有文件和目录的名称
import os
items = os.listdir(path)
# 注意：
1.os.listdir()不会递归列出目录中的内容，他只列出直接位于指定目录下的文件和子目录
2.返回的列表 只包含名称，不包含路径，如果需要完整路径，你需要将目录名称和路径结合起来
3.目录为空，返回空列表
4.使用os.listdir()时，应该考虑到可能出现的异常，并适当处理他们，以确保代码的健壮性
path:要列出内容的目录的路径，如果省略，默认为当前工作目录。如果指定路径不存在，指定的路径不是一个目录，没有权限读取指定的目录就会抛出 异常
这个函数返回一个列表，其中包含指定路径下的所有文件和目录
6.6 重命名目录
在python当中使用os.rename(src,dst)函数对一个文件或目录进行重命名。这个函数可以将一个文件或目录从其当前路径（源路径）更改我一个新的路径（目标路径），可以起到一个剪切的作用
import os
os.rename(src,dst)
# 注意
1.src:要重命名的文件或目录的当前路径
2.dst:文件或目录的新名称和路径
如果命名成功不返回任何内容
6.7检查路径是否为目录
在python中使用os.path.isdir()函数检查给定的路径是否为一个目录
import os
is_directory=os.path.isdir(path)
# 注意事项
1.os.path.isdir不会抛出异常。如果指定的路径不存在，他会返回False,而不是抛出异常
2.如果路径存在但不是目录，os.path.isdir也会返回False
3.路径可以是绝对路径，也可是相对路径
path:要检查的路径
如果指定的路径是一个目录，返回True;否则返回False
6.8检查路径是否为文件
在python当中使用os.path.isfile()函数来检查指定的路径是否是一个存在的文件。
import os
is_file = os.path.isfile(path)
#注意
os.path.isfile()不会检查路径是否存在，如果路径不存在，她将直接返回False.如果需要同时检查路径是否存在以及是否为文件，就可以先使用os.path.exists()确认路径存在，然后使用os.path.isfile()确认她是一个文件
path:要检查的路径
如果指定的路径是一个文件，返回True;否则返回False
os.path.isfile()的主要用途
1.在处理文件之前，确认指定的路径确实是一个文件，这样可以避免对目录执行文件操作。
2.在脚本执行条件逻辑时，区分文件和目录，以便进行适当的操作
6.9路径拼接
在python中使用os.path.join(path,*path)函数将一个或多个路径组件合并为一个完整def路径。这个函数会根据操作系统约定来正确处理路径分隔符。
import os
os.path.join(path,*paths)
path:起始路径，通常是一个，目录路径
paths(可变参数)-需要连接到path的其他路径片段
返回一个字符串，表示将所有路径片段连接后的完整路径。
os.path.join()作用包括：
1.合并路径：将多个路径组件合并为一个单一的路径字符串。
2.处理分隔符：他会根据操作系统自动添加或删除路径分隔符
3.消除冗余分隔符：如果路径组件之间有多余的分隔符，os.path.join()会自动处理，避免产生错误的路径。使用os.path.join()的好处是，它能够确保生成的路径在不同操作系统上是正确的，从而提高了代码的可移植性。此外，它还能避免手动拼接路径时可能出现的错误，如忘记添加分割符或添加了错误的分隔符
6.10路径拆分
在python当中，使用os.path.split()函数将路径分割为两部分：目录文件和文件名
import os
head,tail = os.path.split(path)
# 注意：
如果提供的路径以分隔符结尾，那么tail将是一个空字符串，表示路径的最后一部分是一个目录。此外路径是空字符串，os.path.split()将返回两个空字符串
path:表示要分割的路径
head:他是path的目录路径
tail:他是path的文件名
主要用途：
从完整路径中提取文件名或目录名
用于文件处理
在遍历文件系统是，帮组确定每个文件的上级目录
6.11获取绝对路径
import os
os.path.abspath(path)
# 注意
如果提供的path是一个不存在文件系统的路径，os.path.abspath()依旧会返回一个绝对的路径，但他不会验证路径是否存在。此外，如果path是一个空字符串，os.path.abspath（）将返回当前工作目录的绝对路径
6.12检查路径是否存在
import os
path_exists=os.path.exists(path)
# 注意 os.path.exists仅检查路径是否存在，而不会区分该路径是文件还是目录，如果需要明确区分可以使用os.path.isfile()或os.path.isdir()
path:表示 要检查的路径
path_exists:返回一个布尔值，如果路径存在则返回True,不存在就返回False
用途：
执行文件操作前，确认目录或文件是否存在，以避免引发不必要的错误
在脚本执行逻辑时，根据目录的存在来决定是否觉得下一步
文件备份，清理或其他自动化任务中，检查特点文件或目录是否应该被处理
浙公网安备 33010602011771号