一、文件与文件模式介绍

1、什么是文件

文件是操作系统提供给用户/应用程序操作硬盘的一种虚拟的概念/接口
用户/应用程序(open())<br />    操作系统（文件）<br />    计算机硬件（硬盘）

2、为何要用文件

用户/应用程序可以通过文件将数据永久保存的硬盘中<br />    即操作文件就是操作硬盘
用户/应用程序直接操作的是文件，对文件进行的所有的操作，都是<br />    在向操作系统发送系统调用，然后再由操作将其转换成具体的硬盘操作

3、如何用文件：open()

    控制文件读写内容的模式：t和b<br />            强调：t和b不能单独使用，必须跟r/w/a连用
        t文本（默认的模式）<br />                1、读写都以str（unicode）为单位的<br />                2、文本文件<br />                3、必须指定encoding='utf-8'
        b二进制/bytes
    控制文件读写操作的模式<br />            r只读模式<br />            w只写模式<br />            a只追加写模式<br />            +：r+、w+、a+

二、文件的基本操作

1、打开文件

windows路径分隔符问题
open(‘C:\a.txt\nb\c\d.txt’)
解决方案一：推荐
open(r’C:\a.txt\nb\c\d.txt’)
解决方案二：
open(‘C:/a.txt/nb/c/d.txt’)

f=open(r’aaa/a.txt’,mode=’rt’) # f的值是一种变量，占用的是应用程序的内存空间
print(f)
x=int(10)

2、操作文件：

读/写文件，应用程序对文件的读写请求都是在向操作系统发送
系统调用，然后由操作系统控制硬盘把输入读入内存、或者写入硬盘
res=f.read()
print(type(res))
print(res)

3、关闭文件

f.close() # 回收操作系统资源
print(f)
f.read() # 变量f存在，但是不能再读了

del f # 回收应用程序资源

文件对象又称为文件句柄

with open(‘a.txt’,mode=’rt’) as f1: # f1=open(‘a.txt’,mode=’rt’)
res=f1.read()
print(res)

with open(‘a.txt’,mode=’rt’) as f1,\
open(‘b.txt’,mode=’rt’) as f2:
res1=f1.read()
res2=f2.read()
print(res1)
print(res2)

# f1.close()<br />    # f2.close()

4、指定字符编码

没有指定encoding参数操作系统会使用自己默认的编码
linux系统默认utf-8
windows系统默认gbk
with open(‘c.txt’,mode=’rt’,encoding=’utf-8’) as f:
res=f.read() # t模式会将f.read()读出的结果解码成unicode
print(res,type(res))

内存：utf-8格式的二进制——-解码——-》unicode
# 硬盘（c.txt内容：utf-8格式的二进制）

三、文件操作模式详解

以t模式为基础进行内存操作

1、r（默认的操作模式）：

只读模式，当文件不存在时报错，当文件存在时文件指针跳到开始位置

with open('c.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f:
    print('第一次读'.center(50,'*'))
    res=f.read() # 把所有内容从硬盘读入内存
    print(res)
#
with open('c.txt', mode='rt', encoding='utf-8') as f:
    print('第二次读'.center(50,'*'))
    res1=f.read()
    print(res1)

===============案例==================

验证

inp_username=input('your name>>: ').strip()
inp_password=input('your password>>: ').strip()
with open('user.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f:
    for line in f:
        # print(line,end='') # egon:123\n
        username,password=line.strip().split(':') #strip去除隐藏符
        if inp_username == username and inp_password == password:
            print('login successfull')
            break
    else:
        print('账号或密码错误')

应用程序====》文件
应用程序====》数据库管理软件=====》文件

2、w：只写模式

当文件不存在时会创建空文件，当文件存在会清空文件，指针位于开始位置

with open('d.txt',mode='wt',encoding='utf-8') as f:
    #f.read() # 报错，不可读
    f.write('擦勒\n')

强调1：

在以w模式打开文件没有关闭的情况下，连续写入，新的内容总是跟在旧的之后
with open(‘d.txt’,mode=’wt’,encoding=’utf-8’) as f:
f.write(‘擦勒1\n’)
f.write(‘擦勒2\n’)
f.write(‘擦勒3\n’)

强调2：

如果重新以w模式打开文件，则会清空文件内容

with open('d.txt',mode='wt',encoding='utf-8') as f:
    f.write('擦勒1\n')
with open('d.txt',mode='wt',encoding='utf-8') as f:
    f.write('擦勒2\n')
with open('d.txt',mode='wt',encoding='utf-8') as f:
    f.write('擦勒3\n')

案例：w模式用来创建全新的文件
# 文件文件的copy工具

src_file=input(‘源文件路径>>: ‘).strip()
# dst_file=input(‘源文件路径>>: ‘).strip()
# with open(r’{}’.format(src_file),mode=’rt’,encoding=’utf-8’) as f1,\
# open(r’{}’.format(dst_file),mode=’wt’,encoding=’utf-8’) as f2:
# res=f1.read()
# f2.write(res)

3、a：只追加写

在文件不存在时会创建空文档，在文件存在时文件指针会直接调到末尾
# with open(‘e.txt’,mode=’at’,encoding=’utf-8’) as f:
# # f.read() # 报错，不能读
# f.write(‘擦嘞1\n’)
# f.write(‘擦嘞2\n’)
# f.write(‘擦嘞3\n’)

强调 w 模式与 a 模式的异同：
1 相同点：在打开的文件不关闭的情况下，连续的写入，新写的内容总会跟在前写的内容之后
2 不同点：以 a 模式重新打开文件，不会清空原文件内容，会将文件指针直接移动到文件末尾，新写的内容永远写在最后

案例：a模式用来在原有的文件内存的基础之上写入新的内容，比如记录日志、注册
# 注册功能
# name=input(‘your name>>: ‘)
# pwd=input(‘your name>>: ‘)
# with open(‘db.txt’,mode=’at’,encoding=’utf-8’) as f:
# f.write(‘{}:{}\n’.format(name,pwd))

了解：+不能单独使用，必须配合r、w、a
# with open(‘g.txt’,mode=’rt+’,encoding=’utf-8’) as f:
# # print(f.read())
# f.write(‘中国’)

with open(‘g.txt’,mode=’w+t’,encoding=’utf-8’) as f:
# f.write(‘111\n’)
# f.write(‘222\n’)
# f.write(‘333\n’)
# print(‘====>’,f.read())

with open(‘g.txt’,mode=’a+t’,encoding=’utf-8’) as f:
# print(f.read())
#
# f.write(‘444\n’)
# f.write(‘5555\n’)
# print(f.read())

4、x模式（控制文件操作的模式）-》了解

x， 只写模式【不可读；不存在则创建，存在则报错】<br />"""<br /># with open('a.txt',mode='x',encoding='utf-8') as f:<br />#     pass

with open(‘c.txt’,mode=’x’,encoding=’utf-8’) as f:
# f.read()

with open(‘d.txt’, mode=’x’, encoding=’utf-8’) as f:
f.write(‘哈哈哈\n’)

5、t模式与b模式

控制文件读写内容的模式
t：
1、读写都是以字符串（unicode）为单位
2、只能针对文本文件
3、必须指定字符编码，即必须指定encoding参数
b：binary模式
1、读写都是以bytes为单位
2、可以针对所有文件
3、一定不能指定字符编码，即一定不能指定encoding参数

总结：
1、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环节，b模式则需要手动编码与解码，所以此时t模式更为方便
2、针对非文本文件（如图片、视频、音频等）只能使用b模式
“””

错误演示：t模式只能读文本文件
# with open(r’爱nmlgb的爱情.mp4’,mode=’rt’) as f:
# f.read() # 硬盘的二进制读入内存-》t模式会将读入内存的内容进行decode解码操作

with open(r’test.jpg’,mode=’rb’,encoding=’utf-8’) as f:
# res=f.read() # 硬盘的二进制读入内存—>b模式下，不做任何转换，直接读入内存
# print(res) # bytes类型—》当成二进制
# print(type(res))

with open(r’d.txt’,mode=’rb’) as f:
# res=f.read() # utf-8的二进制
# print(res,type(res))
#
# print(res.decode(‘utf-8’))

with open(r’d.txt’,mode=’rt’,encoding=’utf-8’) as f:
# res=f.read() # utf-8的二进制->unicode
# print(res)

with open(r’e.txt’,mode=’wb’) as f:
# f.write(‘你好hello’.encode(‘gbk’))

with open(r’f.txt’,mode=’wb’) as f:
# f.write(‘你好hello’.encode(‘utf-8’))
# f.write(‘哈哈哈’.encode(‘gbk’))

文件拷贝工具

src_file=input('源文件路径>>: ').strip()
dst_file=input('源文件路径>>: ').strip()
with open(r'{}'.format(src_file),mode='rb') as f1,\
    open(r'{}'.format(dst_file),mode='wb') as f2:
    # res=f1.read() # 内存占用过大
    # f2.write(res)
    for line in f1:
        f2.write(line)

循环读取文件
方式一：自己控制每次读取的数据的数据量

with open(r'test.jpg',mode='rb') as f:
    while True:
        res=f.read(1024) # 1024
        if len(res) == 0:
            break
        print(len(res))

方式二：以行为单位读，当一行内容过长时会导致一次性读入内容的数据量过大

with open(r'g.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f:
    for line in f:
        print(len(line),line)
with open(r'g.txt',mode='rb') as f:
    for line in f:
        print(line)
with open(r'test.jpg',mode='rb') as f:
    for line in f:
         print(line)

四、文件操作的其他方法

1、读相关操作

1.1、readline：一次读一行

with open(r'g.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f:
    # res1=f.readline()
    # res2=f.readline()
    # print(res2)
    while True:
        line=f.readline()
        if len(line) == 0:
            break
        print(line)

1.2、readlines：

with open(r’g.txt’,mode=’rt’,encoding=’utf-8’) as f:
res=f.readlines()
print(res)

强调：
f.read()与f.readlines()都是将内容一次性读入内存，如果内容过大会导致内存溢出，若还想将内容全读入内存，

2、写相关操作

f.writelines()：

with open('h.txt',mode='wt',encoding='utf-8') as f:
    # f.write('1111\n222\n3333\n')
    # l=['11111\n','2222','3333',4444]
    l=['11111\n','2222','3333']
    # for line in l:
    #     f.write(line)
    f.writelines(l)

with open(‘h.txt’, mode=’wb’) as f:
# # l = [
# # ‘1111aaa1\n’.encode(‘utf-8’),
# # ‘222bb2’.encode(‘utf-8’),
# # ‘33eee33’.encode(‘utf-8’)
# # ]
#
补充1：如果是纯英文字符，可以直接加前缀b得到bytes类型
# # l = [
# # b’1111aaa1\n’,
# # b’222bb2’,
# # b’33eee33’
# # ]
#
补充2：’上’.encode(‘utf-8’) 等同于bytes(‘上’,encoding=’utf-8’)
# l = [
# bytes(‘上啊’,encoding=’utf-8’),
# bytes(‘冲呀’,encoding=’utf-8’),
# bytes(‘小垃圾们’,encoding=’utf-8’),
# ]
# f.writelines(l)

3、flush：

立马写入硬盘 （一般不用）
# with open(‘h.txt’, mode=’wt’,encoding=’utf-8’) as f:
# f.write(‘哈’)
# # f.flush()

4、了解

with open(‘h.txt’, mode=’wt’, encoding=’utf-8’) as f:
print(f.readable())
print(f.writable())
print(f.encoding)
print(f.name)

print(f.closed)

五、控制指针的操作

指针移动的单位都是以bytes/字节为单位
只有一种情况特殊：
t模式下的read(n),n代表的是字符个数

with open(‘aaa.txt’,mode=’rt’,encoding=’utf-8’) as f:
res=f.read(4)
print(res)

1、f.seek(n,模式):

模式：0代表从文件开头开始算起，1代表从当前位置开始算起，2代表从文件末尾算起
n指的是移动的字节个数
模式：
模式0：参照物是文件开头位置
f.seek(9,0)
f.seek(3,0) # 3

模式1：参照物是当前指针所在位置
f.seek(9,1)
f.seek(3,1) # 12

模式2：参照物是文件末尾位置，应该倒着移动
f.seek(-9,2) # 3
f.seek(-3,2) # 9

强调：只有0模式可以在t下使用，1、2必须在b模式下用

f.tell() # 获取文件指针当前位置

2、示范

with open(‘aaa.txt’,mode=’rb’) as f:
f.seek(9,0)
f.seek(3,0) # 3
# print(f.tell())
f.seek(4,0)
res=f.read()
print(res.decode(‘utf-8’))

with open(‘aaa.txt’,mode=’rb’) as f:
f.seek(9,1)
f.seek(3,1) # 12
print(f.tell())

with open(‘aaa.txt’,mode=’rb’) as f:
f.seek(-9,2)
# print(f.tell())
f.seek(-3,2)
# print(f.tell())
print(f.read().decode(‘utf-8’))

例子、模拟 linux里面 tail -f 监控日志

import time
with open('access.log', mode='rb') as f:
    # 1、将指针跳到文件末尾
    # f.read() # 错误
    f.seek(0,2)
    while True:
        line=f.readline()
        if len(line) == 0:
            time.sleep(0.3)
        else:
            print(line.decode('utf-8'),end='')

六、修改文件的两种方式

with open(‘a.txt’,mode=’r+t’,encoding=’utf-8’) as f:
f.seek(9,0)
f.write(‘<男妇女主任>’)

文件修改的两种方式
方式一：文本编辑采用的就是这种方式
实现思路：将文件内容发一次性全部读入内存,然后在内存中修改完毕后再覆盖写回原文件
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

with open('c.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f:
    res=f.read()
    data=res.replace('alex','dsb')
    print(data)
with open('c.txt',mode='wt',encoding='utf-8') as f1:
    f1.write(data)

方式二：
import os
实现思路：以读的方式打开原文件,以写的方式打开一个临时文件,一行行读取原文件内容,修改完后写入临时文件…,删掉原文件,将临时文件重命名原文件名
优点: 不会占用过多的内存
缺点: 在文件修改过程中同一份数据存了两份

with open('c.txt', mode='rt', encoding='utf-8') as f, \
        open('.c.txt.swap', mode='wt', encoding='utf-8') as f1:
    for line in f:
        f1.write(line.replace('alex', 'dsb'))
os.remove('c.txt')
os.rename('.c.txt.swap', 'c.txt')
f = open('a.txt')
res = f.read()
print(res)