文件处理

一、文件操作流程

　　什么是文件？

　　文件是操作系统提供给应用程序来操作硬盘的一个工具，用户或应用程序对文件的操作，就是向操作系统发起调用，然后由操作系统完成对硬盘的具体操作

　　为什么要用文件？

　　需要永久保存数据

　　基本流程

　　　　1、打开文件，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，对应一块硬盘空间，并返回一个文件对象赋值给变量f

　　　　f = open('文件路径'，'打开文件的模式','编码')

　　　　　　# 文件路径可以是相对路径，也可以是绝对路径

　　　　　　# 默认打开方式就是r

　　　　　　# 指定打开字符编码，什么方式存，就以什么方式打开

　　　　2、调用文件对象下的读/写方法，会被操作系统转换为读/写硬盘操作

　　　　data = f.read()

　　　　3、向操作系统发起关闭文件的请求，回收资源

　　　　f.close()

　　　　在操作完一个文件后，必须把与该文件有关的资源全部回收，变量资源python可以自动回收，但是操作系统打开的文件资源不能自动关闭，这就需要close()方法来关闭，还有另外一种方式打开文件，会自动执行close()：

# 打开一个文件
with open('a.txt','r',encoding='utf-8')as f:
    pass

# 可以同时打开多个文件
with open('a.txt','r',encoding='utf-8')as rf, 
            open('a.txt','w',encoding='utf-8')as wf:
    print(rf.read())
    wf.write('123')

二、文件操作模式

　　1、文件打开模式　　　　　

　　　　r:只读：
　　　　　　1、只能读，不能写
　　　　　　2、如果文件不存在的话，就会报错

# 判断文件是否可读
with open('test.txt', 'r', encoding='utf-8')as f:
    print(f.readable())

# 读取文件全部内容
with open('test.txt', 'r', encoding='utf-8')as f:
    data = f.read()
    print(data)

# 循环读取文件中每行的内容
with open('test.txt', 'r', encoding='utf-8')as f:
    for line in f:
        print(line)

# readline() 每次读取一行内容
with open('test.txt', 'r', encoding='utf-8')as f:
    print(f.readline())
    print(f.readline())
    print(f.readline())
    print(f.readline())

# readlines() 将数据全部读入内存，以换行符分隔，存入列表
with open('test.txt', 'r', encoding='utf-8')as f:
    line = f.readlines()
    print(line)

　　　　w:只写：
　　　　　　1、只能写，不能读
　　　　　　2、如果文件不存在的话，会创建新文件
　　　　　　3、如果文件存在的话，先清空源文件，再写入新文件

with open('test.txt', 'w', encoding='utf-8')as f:
    print(f.writable())
    f.write('123')
    f.write('111')
    f.write('123')

　　　　a:追加写：
　　　　　　1、只能写，不能读
　　　　　　2、如果文件不存在的话，会创建新文件
　　　　　　3、如果文件存在的话，会在原数据的末尾追加新数据

with open('test.txt', 'a', encoding='utf-8')as f:
    f.write('aaa')

　　　　r+、w+、a+：可读可写

　　2、文件处理模式

　　　　t 模式：如果我们指定文件打开模式为r/w/a，其实默认就是rt/wt/at

　　　　　　t 模式只能用于操作文本文件，无论读写，都应以字符串为单位

　　　　b 模式：读写都是以二进制

with open('test.txt', 'rb')as f:
    res = f.read()
    print(type(res))    # 输出结果为:<class 'bytes'>

with open('test.txt', 'wb')as f:
    msg = '你好'
    res = msg.encode('utf-8')   # res为bytes类型
    f.write(res)                # 在b模式下写入文件的只能是bytes类型

　　　　在操作纯文本文件方面t模式帮我们省去了编码与解码的过程，b模式则需要手动编码与解码，所以此时t更方便

　　　　针对非文本文件（如图片、音频、视频）只能使用b模式

三、文件内光标移动

　　　　文件内指针的移动都是bytes为单位的，唯一例外的是t模式下的read(n)，n是以字符为单位的

with open('test.txt', 'r')as f:
    data = f.read(3)    # 读取3个字符
    
with open('test.txt', 'rb')as f:
    data = f.read(3)    # 读取3个bytes

　　seek方法：

　　　　seek有两个参数：seek(offset,whence)

　　　　　　offset：相对偏移度 （光标移动的位数）针对的是字节

　　　　　　whence：指定光标位置从何开始　　　　　　　

　　　　　　　　0：从文件开头
　　　　　　　　1：从当前位置
　　　　　　　　2：从文件末尾

　　　　　　其中o模式可以在t或者b模式下使用，而1和2模式只能在b模式下用

　　　　补充：utf-8：英文是1个bytes，中文是三个bytes

　　　　　　　gbk：全部是2个bytes

　　　　o模式

with open(r"test.txt", 'r')as f:  # 打开文件的编码：gbk
    print(f.read(6))
    print(f.tell())
    f.seek(8, 0)
    print(f.read(2))
    print(f.read(5))

with open(r"test.txt", 'rt', encoding='utf-8')as f:  # 打开文件的编码：gbk
    print(f.read())
    f.seek(6, 0)
    print(f.tell())
    print(f.read(2))

　　　　1模式

with open(r'test.txt', 'rb')as f:
    print(f.read(10).decode('gbk'))
    f.seek(10, 1)
    print(f.tell())

　　　　2模式

with open(r'test.txt', 'rb')as f:
    f.read()
    print(f.tell())
    f.seek(-3, 2)
    print(f.tell())

四、文件的修改

　　1、将文件内容一次性全部读入内存中，然后在内存中修改完毕后再覆盖写回原文件

# 将文件中的“这个”替换成“你好”
with open(r'test.txt', 'r', encoding='gbk')as f:
    data = f.read()
    print(data)
with open(r'test.txt', 'w', encoding='gbk')as f:
    res = data.replace('这个', '你好')
    f.write(res)

　　优点：在文件修改过程中同一份数据只有一份

　　缺点：会过多地占用内存

　　2、以读的方式打开原文件，以写的方式打开另外一个临时文件，一行行读取原文件内容，修改后写入临时文件，删除原文件，将临时文件重命名原文件名

import os
with open(r'test.txt', 'r', encoding='utf-8')as rf,
        open(r'test_wap.txt', 'w', encoding='utf-8')as wf:
    for line in rf:
        wf.write(line.replace('这个', '你好'))
os.remove('test.txt')
os.rename('test_wap.txt', 'test.txt')

　　优点：不会占用过多地内存

　　缺点：在文件修改过程中，同一份数据存了两份