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Python基础08-文件操作详解

1、文件操作概述

（1）文件是什么

• 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。

（2）文件有哪些操作

• 在日常生活中，文件操作主要包括打开、关闭、读、写、备份等操作。

（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。
• 简单来说就是实现数据的持久化保存！

2、文件的基本操作

（1）文件的操作步骤

• ① 打开文件
• ② 读写文件
• ③ 关闭文件

（2）open()打开函数

• 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：open(name, mode)

  • 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、写入、追加等。

• 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。
  • 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

（3）mode访问模式详解

（4）写操作快速入门

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文件操作三步走：① 打开文件 ② 读写文件 ③ 关闭文件
① 打开文件 => open(name, mode)
name = 代表要打开的文件路径 + 名称
mode代表访问模式，只需要记住三种模式即可 => r/w/a
r : read，只读模式，代表只能对文件进行读取，属于默认模式，如果要访问的文件不存在，则直接报错！
w : write，只写模式，代表只能对文件进行写入操作，如果访问的文件不存在，则系统会自动创建，但是写入文件时，
它首先要把文件内容清空，然后再写入新内容。
a : append，追加模式（只写模式的一种），与w类似，如果访问的文件不存在，也可以自动创建该文件。
但是在写入数据到文件时，其并不会清空文件的原有内容。
注意：open方法操作完成后，返回的是一个文件对象（对象的概念后面会学，也可以叫做文件句柄）
以后的读写都需要依赖这个对象（句柄）
② 写内容到文件 => f.write(content) => f.write()只能把字符串类型的数据写入到文件中
③ 关闭文件（为什么要关闭文件 => 因为文件打开以后需要占用计算机资源）
f.close()
'''
# 1、打开文件
f = open('python.txt', 'w')
# 2、写入内容到文件
f.write('Life is Short, I Study Python!')
# 3、关闭文件
f.close()

（4）解决写入中文乱码问题

• open的时候指定字符集encoding=‘utf-8’，可以让程序按照指定的字符集读写。

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乱码是如何产生的？把这个原因说清楚！
大多数编程语言都是老外开发的，对中文的支持并不好。最早美国搞出了一套编码格式 => ASCII => 1字节 => 8bit
0 0 0 0 0 0 0 0
1 1 1 1 1 1 1 1
2的8次方 => 主要能表达255个字符（主要包括了0-9，a-z，A-Z，老外字符）
随着编程语言和互联网发展，语言传入国内了，发现255个字符根本装不了汉字。所以就会产生所谓的乱码！
中国推出了自己的编码格式 => GB2312 => 比较广，传统255个字符 + 汉字支持 => GBK
中国台湾 => 喜欢使用繁体中文 => Big5
国际化组织受不了，每开一个系统，兼容所有语言 => 开发好几套系统 => 编码标准unicode => UTF-8
'''
# 1、打开文件
f = open('python.txt', 'w', encoding='utf-8')
# 2、写入内容到文件
f.write('人生苦短，我学Python！')
# 3、关闭文件
f.close()

（5）读操作相关方法

• read() : 读取文件的所有内容，可以添加一个参数size，代表读取字符长度，如果没有传入num，那么就表示读取文件中所有的数据。
• readlines() : 一次性读取文件的所有内容，返回结果是一个列表，列表中的每一个元素都是文件中的一行
• readline() : 一次读取文件的一行，读取一次向后移动一次，直到文件读取完毕，很少自己使用，通常要配合while

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文件读取也要分为三步走：
① 打开文件 f = open()
② 读取文件
③ 关闭文件 f.close()
在Python代码中，文件读取一共有3种方法：
read() : 读取文件的所有内容，可以添加一个参数size，代表读取字符长度
readlines() : 一次性读取文件的所有内容，返回结果是一个列表，列表中的每一个元素都是文件中的一行
readline() : 一次读取文件的一行，读取一次向后移动一次，直到文件读取完毕，很少自己使用，通常要配合while True
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# 1、第一种方法
# f = open('python.txt', 'r', encoding='utf-8')
# # content = f.read()  # 读取文件所有内容
# content = f.read(1)   # 代表只读取文件中的一个字符
# print(content)
# f.close()

# 2、第二种写法
# f = open('python.txt', 'r', encoding='utf-8')
# content = f.readlines()
# print(content)
# f.close()

# 3、第三种写法
f = open('python.txt', 'r', encoding='utf-8')
while True:
    content = f.readline()
    # 判断，如果读取不到任何内容，则结束循环
    if not content:
        break
    # 反之，如果没有执行break，则代表文件中还有内容
    print(content, end='')

print(content)
f.close()

（6）文件备份案例

• 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)。

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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)。
① 命名变化：test.txt => 备份 => test[备份].txt
② 内容变化：需要把旧文件中的内容完全拷贝到新文件中
分析：命名变化如何实现
test.txt => test[备份].txt？
☆ 提示用户输入要备份的文件名称
☆ 分别获取文件的名称以及文件的后缀 => (文件名 => test 后缀 => .txt)
☆ 重新拼接新文件 test + [备份] + .txt
新方法：rfind()方法，从左向右查找，返回这个关键词在最后一次出现的位置
test.abc.txt

分析：文件内容变化
旧文件 => 读取操作
新文件 => 写入操作
把旧文件的内容全部读取出来写入到新文件中，但是文件如果比较大，考虑使用read或readline
'''
oldname = input('请输入您要备份的文件名称：')
# oldname = 'test.txt'，拆解文件名与文件的后缀
index = oldname.rfind('.')
# 获取文件名称
filename = oldname[:index]  # test
postfix = oldname[index:]   # .txt
# 拼接新文件名称
newname = filename + '[备份]' + postfix

# 创建old_f文件句柄与new_f文件句柄
old_f = open(oldname, 'rb')
new_f = open(newname, 'wb')
while True:
    content = old_f.read(1024)  # r模式size代表字符长度，rb模式size代表字节大小 => 1KB
    if not content:
        break
    new_f.write(content)
# 操作完成后，关闭文件
old_f.close()
new_f.close()

3、文件和文件夹操作

（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：
• ① 导入os模块

import os

• ② 还用os模块的相关功能

os.函数()

（2）与文件操作相关方法

• os.rename(旧文件名称，新文件名称)：对文件进行重命名操作
• os.remove(要删除文件名称)：对文件进行删除操作

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os.rename(旧文件名称, 新文件名称)
os.remove('要删除的文件名称')

案例：把Python项目目录下的python.txt文件，更名为linux.txt，查看效果后，对文件进行删除操作。
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# 1、导入os模块
import os

# 2、对python.txt重命名为linux.txt
if os.path.exists('python.txt'):
    os.rename('python.txt', 'linux.txt')

# 3、把linux.txt移除
os.remove('linux.txt')

（3）与文件夹操作相关方法

• os.mkdir(新文件夹名称) ：创建一个指定名称的文件夹
• os.getcwd() ：current work directory，获取当前目录名称
• os.chdir(切换后目录名称) ：change directory，切换目录
• os.listdir(目标目录) ：获取指定目录下的文件信息，返回列表
• os.rmdir(目标目录) ：用于删除一个指定名称的"空"文件夹

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import os模块

os.mkdir() 创建一个文件夹
os.getcwd() 获取当前程序工作目录
os.chdir()  =>  change directory，切换目录
os.listdir() => list directory，以列表形式展现一个目录下的所有文件信息
os.rmdir()  =>  remove directory，移除目录（删除文件夹，缺点：只能删除空文件夹）

案例：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
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import os

# 1、我目前在什么位置
print(os.getcwd())
# 2、把当前工作目录切换到static文件夹
os.chdir('static')
# 3、创建images与test文件夹
if not os.path.exists('images'):
    os.mkdir('images')
if not os.path.exists('test'):
    os.mkdir('test')
# 4、获取一个目录下的所有文件
files = os.listdir()
print(files)
# 5、删除目录
if os.path.exists('test'):
    os.rmdir('test')

（4）递归删除非空目录（慎重）

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Ctrl + 鼠标左键点击一下模块，可以打开模块底层代码
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import shutil

shutil.rmtree('static')