文件操作

一、文件操作

1. 文件的定义

   文件是操作系统提供给应用程序来操作硬盘虚拟概念，用户或应用程序通过操作文件，可以将自己的数据永久保存下来。

2. 文件操作流程

   • 打开文件，得到文件句柄并赋值给一个变量
   • 通过句柄对文件进行操作
   • 关闭文件

3. python中的文件操作

   #1. 打开文件，得到文件句柄并赋值给一个变量
   f=open('a.txt','r',encoding='utf-8') #默认打开模式就为r
   
   #2. 通过句柄对文件进行操作
   data=f.read()
   
   #3. 关闭文件
   f.close()
   

4. f=open('a.txt','r')的过程分析

   • 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，并返回一个文件句柄给应用程序
   • 应用程序将文件句柄赋值给变量f

5. 文件的回收

   打开一个文件包含两部分资源：操作系统级打开的文件+应用程序的变量。在操作完毕一个文件时，必须把与该文件的这两部分资源一个不落地回收，回收方法为：

   1、f.close() #回收操作系统级打开的文件
   2、del f #回收应用程序级的变量
   
   # 其中del f一定要发生在f.close()之后，否则就会导致操作系统打开的文件还没有关闭，白白占用资源，
   # 而python自动的垃圾回收机制决定了我们无需考虑del f，这就要求我们，在操作完毕文件后，一定要记住      # f.close()
   

   用with关键字来管理上下文能自动关闭文件
   with open('a.txt','w') as f:
       pass
   

二、打开文件的模式

模式	含义
‘r'	只读模式【默认模式，文件必须存在，不存在则抛出异常】
‘w'	只写模式【不可读，不存在则创建，存在则清空内容】
‘a'	追加模式【不可读，不存在则创建，存在则追加内容】
‘b'	以二进制模式操作文件内容
‘t'	以文本模式操作文件内容
‘+'	可以同时读写某个文件

三、操作文件的方法

#掌握
f.read()    #读取所有内容,光标移动到文件末尾
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

f.write('1111
222
')    #针对文本模式的写,需要自己写换行符
f.write('1111
222
'.encode('utf-8'))    #针对b模式的写,需要自己写换行符
f.writelines(['333
','444
'])    #文件模式
f.writelines([bytes('333
',encoding='utf-8'),'444
'.encode('utf-8')])    #b模式

#了解
f.readable()    #文件是否可读
f.writable()    #文件是否可写
f.flush()    #立刻将文件内容从内存刷到硬盘

四、文件内光标移动

• read(n): 只有在t模式下的read(n)，n代表的是字符个数，除此之外，其他但凡涉及文件指针的都是字节个数

  with open('36r.txt', 'rt', encoding='utf-8') as fr:
      print(f"fr.read(3): {fr.read(3)}")
  

• seek(offset,whence): offset代表文件指针的偏移量，偏移量的单位是字节个数

  with open('1.txt', 'rb') as fr:
      print(f"fr.seek(4, 0): {fr.seek(4, 0)}")  # 0相当于文件头开始；1相当于当前文件所在位置；2相当于文件末尾
      # fr.seek(0,2)  # 切换到文件末尾
  

• tell(): 每次统计都是从文件开头到当前指针所在位置

  with open('36r.txt', 'rb') as fr:
      fr.seek(4, 0)
      print(f"fr.tell(): {fr.tell()}")
  

• truncate(n): truncate(n)是截断文件，所以文件的打开方式必须可写，但是不能用w或w+等方式打开，因为那样直接清空文件了，所以truncate()要在r+或a或a+等模式下测试效果。它的参照物永远是文件头。并且truncate()不加参数，相当于清空文件。

  with open('36r.txt', 'ab') as fr:
      fr.truncate(2) # 截断2个字节后的所有字符，如果3个字节一个字符，只能截断2/3个字符，还会遗留1/3个字符，会造成乱码
  

五、文件的修改

​ 文件的数据是存放于硬盘上的，因而只存在覆盖、不存在修改这么一说，我们平时看到的修改文件，都是模拟出来的效果，具体的说有两种实现方式：

1. 将硬盘存放的该文件的内容全部加载到内存，在内存中是可以修改的，修改完毕后，再由内存覆盖到硬盘（word，vim，nodpad++等编辑器）

   import os
   
   with open('a.txt') as read_f,open('.a.txt.swap','w') as write_f:
       data=read_f.read() #全部读入内存,如果文件很大,会很卡
       data=data.replace('alex','SB') #在内存中完成修改
   
       write_f.write(data) #一次性写入新文件
   
   os.remove('a.txt')
   os.rename('.a.txt.swap','a.txt') 
   

2. 将硬盘存放的该文件的内容一行一行地读入内存，修改完毕就写入新文件，最后用新文件覆盖源文件

   import os
   
   with open('a.txt') as read_f,open('.a.txt.swap','w') as write_f:
       for line in read_f:
           line=line.replace('alex','SB')
           write_f.write(line)
   
   os.remove('a.txt')
   os.rename('.a.txt.swap','a.txt')