13文件操作
13.1 文件的概念
13.1.1 文件的概念和作用
计算机的文件，就是存储在某种长期储存设备上的一段数据
长期存储设备包括：硬盘、U 盘、移动硬盘、光盘...
文件的作用：将数据长期保存下来，在需要的时候使用
13.1.2 文件的存储方式
在计算机中，文件是以二进制的方式保存在磁盘上的
文本文件和二进制文件：
1）文本文件
可以使用 文本编辑软件 查看
本质上还是二进制文件
例如：python 的源程序
2）二进制文件
保存的内容不是给人直接阅读的，而是提供给其他软件使用的
例如：图片文件、音频文件、视频文件等等
二进制文件不能使用文本编辑软件查看
13.2 文件的基本操作
13.2.1 操作文件的套路
在计算机中要操作文件的套路非常固定，一共包含三个步骤：
1）打开文件
2）读、写文件
读：将文件内容读入内存
写：将内存内容写入文件
3）关闭文件
13.2.2 操作文件的函数/方法
在Python中要操作文件需要记住1个函数和3个方法：
open函数负责打开文件，并且返回文件对象
read/write/close三个方法都需要通过文件对象来调用
13.2.3 打开文件的方式
open函数默认以只读方式打开文件，并且返回文件对象
语法如下：
python f = open("文件名", "访问方式")
注：不同模式可以组合使用，例如：“wb”、“rb”、“w+”、“r+”等
提示:频繁的移动文件指针，会影响文件的读写效率，开发中更多的时候会以只读（r）、只写（w、a）的方式来操作文件。
写入文件示例：
13.2.4 读取文件read方法
1）open函数的第一个参数是要打开的文件名（文件名区分大小写）
如果文件存在，返回文件操作对象
如果文件不存在，会抛出异常
2）read方法可以一次性读入并返回文件的所有内容
3）close方法负责关闭文件
如果忘记关闭文件，会造成系统资源消耗，而且会影响到后续对文件的访问
注意：read方法执行后，会把文件指针移动到文件的末尾
13.2.4.1. 读取文件read
read(n):读取n个字符。n不填时，默认读取所有内容，
13.2.4.2. 单行读取readline
读取大文件的正确姿势
13.2.4.3. 迭代遍历
13.2.4.4. 多行读取readline（很少使用）
提示：在开发中，通常会先编写打开和关闭的代码，再编写中间针对文件的读/写操作！防止忘记关闭文件
13.2.4.5. 文件指针（知道）
文件指针标记从哪个位置开始读取数据
第一次打开文件时，通常文件指针会指向文件的开始位置。当执行了read方法后，默认情况下文件指针会移动到读取内容的末尾。
思考
如果执行了一次read方法，读取了所有内容，那么再次调用read方法，还能够获得到内容吗？
答案：不能
第一次读取之后，文件指针移动到了文件末尾，再次调用不会读取到任何的内容
13.2.4.6. 练习：将文件内容保存到列表
要求：将每种水果的作为一个字典，添加到列表中
文件内容：
代码：
表格内容增加或水果种类增加，程序都有很好的兼容性
执行结果：
修改水果文件，增加行和列：
依旧可以正常输出：
13.2.5 写文件write方法
13.2.5.1. w只写模式
使用w（只写）模式打开文件。如果文件存在，会被覆盖。如果文件不存在，创建新文件
1）新建文件
2）写入文件
13.2.5.2. a追加模式
使用a（追加）模式打开文件。如果该文件已经存在，文件指针定位到文件结尾，如果文件不存在，创建新文件
程序运行2遍后，写入效果：
13.2.6 b二进制模式打开文件
需求将c盘的图片，复制到d盘
13.2.7 “+”扩展操作（了解）
通常在开发中更多的时候会以只读（r）、只写（w、a）的方式来操作文件。
13.2.8 文件读写案例—复制文件
目标：用代码的方式，来实现文件复制过程
1）小文件复制
打开一个已有文件，读取完整内容，并写入到另外一个文件
2）大文件复制
打开一个已有文件，逐行读取内容，并顺序写入到另外一个文件
13.2.9 文件读写案例—修改文件
需求：将文件中的“一”，替换为“壹”
文件：
代码:
执行结果：
13.2.10 with语句：自动关闭文件
进入with语句时，执行打开文件。离开with语句时，执行关闭文件。
使用with语句，就不用close关闭文件了。
13.3 文件/目录操作 os
在终端/文件浏览器、中可以执行常规的文件/目录管理操作，例如：
创建、重命名、删除、改变路径、查看目录内容、……
在Python中，如果希望通过程序实现上述功能，需要导入os模块
13.3.1 文件操作
13.3.2 目录操作
提示：文件或者目录操作都支持相对路径和绝对路径
13.4 文本文件的编码格式（科普）
文本文件存储的内容是基于字符编码的文件，常见的编码有ASCII编码，UNICODE编码等
Python 2.x默认使用ASCII编码格式
Python 3.x默认使用UTF-8编码格式
13.4.1 ASCII编码和UNICODE编码
1）ASCII编码
计算机中只有128个ASCII字符，共用7个bit，为了便于存储，使用1byte（8bit），第一位用0补齐。所有编码都兼容ASCII码
2）GBK国标码
16bit 2byte 中文
3）Unicode万国码
32bit 4byte支持各国语言，但也最消耗空间
Unicode是一本很厚的字典，她将全世界所有的字符定义在一个集合里。这么多的字符不是一次性定义的，而是分区定义。每个区可以存放65536个（216）字符，称为一个平面（plane）。目前，一共有17个（25）平面，也就是说，整个Unicode字符集的大小现在是2^21。
4）UTF-8编码格式
UTF-8是可变长度的UNICODE编码，最短长度8bit。为了节省空间，可以去掉UNICODE编码中最前面的若干个0。UTF-8适合网络传输和存储。
英文utf-8:8bit 1byte和ascii一样
欧洲utf-8:16bit 2byte
中文utf-8:24bit 3byte
5）ascii编码与字母相互转换ord、chr。参考：字符串ord和chr
13.4.2 Python 2.x中如何使用中文
Python 2.x 默认使用ASCII编码格式，Python 3.x默认使用UTF-8编码格式
在Python 2.x文件的第一行增加以下代码，解释器会以utf-8编码来处理python文件
- coding:utf8 -
这方式是官方推荐使用的！
也可以使用：
coding=utf8
unicode字符串
在Python 2.x中，即使指定了文件使用UTF-8的编码格式，但是在遍历字符串时，仍然会以字节为单位遍历字符串
要能够正确的遍历字符串，在定义字符串时，需要在字符串的引号前，增加一个小写字母u，告诉解释器这是一个unicode字符串（使用UTF-8编码格式的字符串）
在字符串前，增加一个u表示这个字符串是一个utf8字符串
13.4.3 编码和解码
1）编码encode
输出结果是字节（byte），utf-8中使用三个字节表示一个汉字，表示“胡辣汤”需要使用9个字节。
2）解码decode
输出结果是字符串
注意：用什么编码方式编码，还用什么编码方式解码。否则会报错
3）英文字母编码后不变
utf-8是可变长度的unicode编码，英文字母使用utf-8编码后与ascii码一样，打印出来还是英文字母
13.5 logging日志文件
通过log的分析，可以方便用户了解系统或软件、应用的运行情况。可以及时发现问题并快速定位、解决问题，补救损失。
1）单日志文件
2）多日志文件：
执行结果：l1.log和l2.log
13.6 shutil文件和目录操作
`import shutil
拷贝文件
shutil.copy2('原文件', '现文件')
shutil.copy2('file', 'temp')
拷贝目录
shutil.copytree("原目录", "新目录", ignore=shutil.ignore_patterns("*.pyc"))
shutil.copytree("/Users/jingliyang/PycharmProjects/面试题/常用模块/logging模块", "logging模块2", ignore=shutil.ignore_patterns("init.py"))
删除目录
shutil.rmtree("temp", ignore_errors=True)
shutil.rmtree("logging模块2", ignore_errors=True)
移动文件/目录
shutil.move("logging模块", "logging2", copy_function=shutil.copy2)
获取磁盘使用空间
total, used, free = shutil.disk_usage(".")
print("当前磁盘共: %iGB, 已使用: %iGB, 剩余: %iGB"%(total / 1073741824, used / 1073741824, free / 1073741824))
压缩文件
shutil.make_archive('压缩文件夹的名字', 'zip','待压缩的文件夹路径')
shutil.make_archive('logging2', 'zip','/Users/jingliyang/PycharmProjects/面试题/常用模块/随机数')
解压文件
shutil.unpack_archive('zip文件的路径.zip'，'解压到目的文件夹路径')
shutil.unpack_archive('/Users/jingliyang/PycharmProjects/面试题/常用模块/shutil模块/logging2.zip','/Users/jingliyang/PycharmProjects/面试题/常用模块/shutil模块/tmp')`