文件操作基本流程

　　　電腦系統分為：電腦硬體，操作系統，應用程式三部分。

　　　　　我們用python或其他語言編寫的應用程式若想要把數據永久保存下來，必須要保存於硬碟中，這就涉及到應用程式要操作硬體，眾所周知，應用程式是無法直接操作硬體的，這就用到了操作系統。操作系統把複雜的硬體操作封裝成簡單的介面給用戶/應用程式使用，其中文件就是操作系統提供給應用程式來操作硬碟虛擬概念，用戶或應用程式通過操作文件，可以將自己的數據永久保存下來。

有了文件的概念，我們無需再去考慮操作硬碟的細節，只需要關註操作文件的流程：

　　1. 打開文件，得到文件句柄並賦值給一個變數
　　2. 通過句柄對文件進行操作
　　3. 關閉文件

1 #1. 打開文件，得到文件句柄並賦值給一個變數
2 f=open('a.txt','r',encoding='utf-8') #預設打開模式就為r
3 
4 #2. 通過句柄對文件進行操作
5 data=f.read()
6 
7 #3. 關閉文件
8 f.close()

　　1、由應用程式向操作系統發起系統調用open(...)
　　2、操作系統打開該文件，並返回一個文件句柄給應用程式
　　3、應用程式將文件句柄賦值給變數f

　　關閉文件的 註意事項

 1 打開一個文件包含兩部分資源：操作系統級打開的文件+應用程式的變數。在操作完畢一個文件時，必須把與該文件的這兩部分資源一個不落地回收，回收方法為：
 2 1、f.close() #回收操作系統級打開的文件
 3 2、del f #回收應用程式級的變數
 4 
 5 其中del f一定要發生在f.close()之後，否則就會導致操作系統打開的文件還沒有關閉，白白占用資源，
 6 而python自動的垃圾回收機制決定了我們無需考慮del f，這就要求我們，在操作完畢文件後，一定要記住f.close()
 7 
 8 雖然我這麼說，但是很多同學還是會很不要臉地忘記f.close(),對於這些不長腦子的同學，我們推薦傻瓜式操作方式：使用with關鍵字來幫我們管理上下文
 9 with open('a.txt','w') as f:
10     pass
11  
12 with open('a.txt','r') as read_f,open('b.txt','w') as write_f:
13     data=read_f.read()
14     write_f.write(data)

文件編碼

 　　f=open(...)是由操作系統打開文件，那麼如果我們沒有為open指定編碼，那麼打開文件的預設編碼很明顯是操作系統說了算了，操作系統會用自己的預設編碼去打開文件，在windows下是gbk，在linux下是utf-8。

1 #這就用到了上節課講的字元編碼的知識：若要保證不亂碼，文件以什麼方式存的，就要以什麼方式打開。
2 f=open('a.txt','r',encoding='utf-8')

文件的打開模式

文件句柄 = open('文件路徑', '模式') 

模式可以是以下方式以及他們之間的組合：

　　1. 打開文件的模式有(預設為文本模式)：
　　　　r ，只讀模式【預設模式，文件必須存在，不存在則拋出異常】
　　　　w，只寫模式【不可讀；不存在則創建；存在則清空內容】
　　　　a， 之追加寫模式【不可讀；不存在則創建；存在則只追加內容】

　　2. 對於非文本文件，我們只能使用b模式，"b"表示以位元組的方式操作（而所有文件也都是以位元組的形式存儲的，使用這種模式無需考慮文本文件的字元編碼、圖片文件的jgp格式、視頻文件的avi格式）
　　　　rb 
　　　　wb
　　　　ab
　　　　註：以b方式打開時，讀取到的內容是位元組類型，寫入時也需要提供位元組類型，不能指定編碼

　　3."+" 表示可以同時讀寫某個文件
　　　　r+， 讀寫【可讀，可寫】
　　　　w+，寫讀【可讀，可寫】
　　　　a+， 寫讀【可讀，可寫】
　　　　x， 只寫模式【不可讀；不存在則創建，存在則報錯】
　　　　x+ ，寫讀【可讀，可寫】
　　　　xb
　　　　由於歷史的原因，換行符在不同的系統中有不同模式，比如在 unix中是一個\n，而在windows中是‘\r\n’，用U模式打開文件，就是支持所有的換行模式，也就說‘\r’ '\n' '\r\n'都可表示換行 t是windows平臺特有的所謂text mode(文本模式）,區別在於會自動識別windows平臺的換行符。
　　　　Files opened in binary mode (appending 'b' to the mode argument) return contents as bytes objects without any decoding. 
　　　　b是以二進位的形式來讀文件，但是顯示出來的卻不是0101，而是以位元組的形式顯示出來。 一個位元組是8位二進位，所以電腦是自動幫你進行了轉換。 請不要誤會b模式是按照位元組讀。

文件內的游標移動

　　一: read(3)：

　　　　1. 文件打開方式為文本模式時，代表讀取3個字元

　　　　2. 文件打開方式為b模式時，代表讀取3個位元組

　　二: 其餘的文件內游標移動都是以位元組為單位如seek，tell，truncate

　　　　註意：

　　　　1. seek有三種移動方式0，1，2，其中1和2必須在b模式下進行，但無論哪種模式，都是以bytes為單位移動的

　　　　2. truncate是截斷文件，所以文件的打開方式必須可寫，但是不能用w或w+等方式打開，因為那樣直接清空文件了，所以truncate要在r+或a或a+等模式下測試效果

 with上下文管理

　　打開一個文件包含兩部分資源：操作系統級打開的文件+應用程式的變數。在操作完畢一個文件時，必須把與該文件的這兩部分資源一個不落地回收，回收方法為：
　　　　1、f.close() 回收操作系統級打開的文件
　　　　2、del f 回收應用程式級的變數

1 with open('a.txt','w') as f:
2     pass
3  
4 with open('a.txt','r') as read_f,open('b.txt','w') as write_f:
5     data=read_f.read()
6     write_f.write(data)

文件的修改

　　文件的數據是存放於硬碟上的，因而只存在覆蓋、不存在修改這麼一說，我們平時看到的修改文件，都是模擬出來的效果，具體的說有兩種實現方式：

　　　　方式一：將硬碟存放的該文件的內容全部載入到記憶體，在記憶體中是可以修改的，修改完畢後，再由記憶體覆蓋到硬碟（word，vim，nodpad++等編輯器）

 1 import os
 2 
 3 with open('a.txt') as read_f,open('.a.txt.swap','w') as write_f:
 4     data=read_f.read() #全部讀入記憶體,如果文件很大,會很卡
 5     data=data.replace('alex','SB') #在記憶體中完成修改
 6 
 7     write_f.write(data) #一次性寫入新文件
 8 
 9 os.remove('a.txt')
10 os.rename('.a.txt.swap','a.txt')

　　　　方式二：將硬碟存放的該文件的內容一行一行地讀入記憶體，修改完畢就寫入新文件，最後用新文件覆蓋源文件

1 import os
2 
3 with open('a.txt') as read_f,open('.a.txt.swap','w') as write_f:
4     for line in read_f:
5         line=line.replace('alex','SB')
6         write_f.write(line)
7 
8 os.remove('a.txt')
9 os.rename('.a.txt.swap','a.txt') 

python中對文件、文件夾（文件操作函數）的操作需要涉及到os模塊和shutil模塊。

　　得到當前工作目錄，即當前Python腳本工作的目錄路徑: os.getcwd()

　　返回指定目錄下的所有文件和目錄名:os.listdir()

　　函數用來刪除一個文件:os.remove()

　　刪除多個目錄：os.removedirs（r“c：\python”）

　　檢驗給出的路徑是否是一個文件：os.path.isfile()

　　檢驗給出的路徑是否是一個目錄：os.path.isdir()

　　判斷是否是絕對路徑：os.path.isabs()

　　檢驗給出的路徑是否真地存:os.path.exists()

　　返回一個路徑的目錄名和文件名:os.path.split()     eg os.path.split('/home/swaroop/byte/code/poem.txt') 結果：('/home/swaroop/byte/code', 'poem.txt') 

　　分離擴展名：os.path.splitext()

　　獲取路徑名：os.path.dirname()

　　獲取文件名：os.path.basename()

　　運行shell命令: os.system()

　　讀取和設置環境變數:os.getenv() 與os.putenv()

　　給出當前平臺使用的行終止符:os.linesep    Windows使用'\r\n'，Linux使用'\n'而Mac使用'\r'

　　指示你正在使用的平臺：os.name       對於Windows，它是'nt'，而對於Linux/Unix用戶，它是'posix'

　　重命名：os.rename（old， new）

　　創建多級目錄：os.makedirs（r“c：\python\test”）

　　創建單個目錄：os.mkdir（“test”）

　　獲取文件屬性：os.stat（file）

　　修改文件許可權與時間戳：os.chmod（file）

　　終止當前進程：os.exit（）

　　獲取文件大小：os.path.getsize（filename）

文件操作：
　　os.mknod("test.txt")        創建空文件
　　fp = open("test.txt",w)     直接打開一個文件，如果文件不存在則創建文件

關於open 模式：

　　w     以寫方式打開，
　　a     以追加模式打開 (從 EOF 開始, 必要時創建新文件)
　　r+     以讀寫模式打開
　　w+     以讀寫模式打開 (參見 w )
　　a+     以讀寫模式打開 (參見 a )
　　rb     以二進位讀模式打開
　　wb     以二進位寫模式打開 (參見 w )
　　ab     以二進位追加模式打開 (參見 a )
　　rb+    以二進位讀寫模式打開 (參見 r+ )
　　wb+    以二進位讀寫模式打開 (參見 w+ )
　　ab+    以二進位讀寫模式打開 (參見 a+ )

　　fp.read([size])                     #size為讀取的長度，以byte為單位

　　fp.readline([size])                 #讀一行，如果定義了size，有可能返回的只是一行的一部分

　　fp.readlines([size])                #把文件每一行作為一個list的一個成員，並返回這個list。其實它的內部是通過迴圈調用readline()來實現的。如果提供size參數，size是表示讀取內容的總長，也就是說可能只讀到文件的一部分。

　　fp.write(str)                      #把str寫到文件中，write()並不會在str後加上一個換行符

　　fp.writelines(seq)            #把seq的內容全部寫到文件中(多行一次性寫入)。這個函數也只是忠實地寫入，不會在每行後面加上任何東西。

　　fp.close()                        #關閉文件。python會在一個文件不用後自動關閉文件，不過這一功能沒有保證，最好還是養成自己關閉的習慣。  如果一個文件在關閉後還對其進行操作會產生ValueError

　　fp.flush()                                      #把緩衝區的內容寫入硬碟

　　fp.fileno()                                      #返回一個長整型的”文件標簽“

　　fp.isatty()                                      #文件是否是一個終端設備文件（unix系統中的）

　　fp.tell()                                         #返迴文件操作標記的當前位置，以文件的開頭為原點

　　fp.next()                                       #返回下一行，並將文件操作標記位移到下一行。把一個file用於for … in file這樣的語句時，就是調用next()函數來實現遍歷的。

　　fp.seek(offset[,whence])              #將文件打操作標記移到offset的位置。這個offset一般是相對於文件的開頭來計算的，一般為正數。但如果提供了whence參數就不一定了，whence可以為0表示從頭開始計算，1表示以當前位置為原點計算。2表示以文件末尾為原點進行計算。需要註意，如果文件以a或a+的模式打開，每次進行寫操作時，文件操作標記會自動返回到文件末尾。

　　fp.truncate([size])                       #把文件裁成規定的大小，預設的是裁到當前文件操作標記的位置。如果size比文件的大小還要大，依據系統的不同可能是不改變文件，也可能是用0把文件補到相應的大小，也可能是以一些隨機的內容加上去。

目錄操作：
　　os.mkdir("file")                   創建目錄
　　複製文件：
　　　　shutil.copyfile("oldfile","newfile")       oldfile和newfile都只能是文件
　　　　shutil.copy("oldfile","newfile")            oldfile只能是文件夾，newfile可以是文件，也可以是目標目錄
　　複製文件夾：
　　　　shutil.copytree("olddir","newdir")        olddir和newdir都只能是目錄，且newdir必須不存在
　　重命名文件（目錄）
　　　　os.rename("oldname","newname")       文件或目錄都是使用這條命令
　　移動文件（目錄）
　　　　shutil.move("oldpos","newpos")   
　　刪除文件
　　　　os.remove("file")
　　刪除目錄
　　　　os.rmdir("dir")只能刪除空目錄
　　　　shutil.rmtree("dir")    空目錄、有內容的目錄都可以刪
　　轉換目錄
　　　　os.chdir("path")   換路徑

　　 1 將文件夾下所有圖片名稱加上'_fc'　　

 1 # -*- coding:utf-8 -*-
 2 import re
 3 import os
 4 import time
 5 #str.split(string)分割字元串
 6 #'連接符'.join(list) 將列表組成字元串
 7 def change_name(path):
 8     global i
 9     if not os.path.isdir(path) and not os.path.isfile(path):
10         return False
11     if os.path.isfile(path):
12         file_path = os.path.split(path) #分割出目錄與文件
13         lists = file_path[1].split('.') #分割出文件與文件擴展名
14         file_ext = lists[-1] #取出尾碼名(列表切片操作)
15         img_ext = ['bmp','jpeg','gif','psd','png','jpg']
16         if file_ext in img_ext:
17             os.rename(path,file_path[0]+'/'+lists[0]+'_fc.'+file_ext)
18             i+=1 #註意這裡的i是一個陷阱
19         #或者
20         #img_ext = 'bmp|jpeg|gif|psd|png|jpg'
21         #if file_ext in img_ext:
22         #    print('ok---'+file_ext)
23     elif os.path.isdir(path):
24         for x in os.listdir(path):
25             change_name(os.path.join(path,x)) #os.path.join()在路徑處理上很有用
26 
27 
28 img_dir = 'D:\\xx\\xx\\images'
29 img_dir = img_dir.replace('\\','/')
30 start = time.time()
31 i = 0
32 change_name(img_dir)
33 c = time.time() - start
34 print('程式運行耗時:%0.2f'%(c))
35 print('總共處理了 %s 張圖片'%(i))
36 
37 輸出結果：
38 
39 程式運行耗時:0.11
40 總共處理了 109 張圖片