Python面向對象之文件操作

文件的概念

文件的概念和作用

1. 電腦的文件，就是存儲在某種長期存儲設備上的一段數據；長期存儲設備包括：U盤，硬碟，移動硬碟，光碟，等；
2. 文件的作用：將數據長期保存，在需要的時候使用；

文件的存儲方式

在電腦中，文件是以二進位的形式保存在磁碟上的；

文本文件和二進位文件

文本文件

• 可以用文本編輯軟體查看；
• 本質上還是二進位文件；
  例如：python源文件。

二進位文件

• 保存的文件不是直接給人閱讀的，而是提供給其他軟體使用的；
• 二進位文件不能會用文本編輯軟體查看；
  例如：圖片文件，音頻文件等

文件的基本操作

文件操作步驟

在電腦中操作文件的步驟時分固定，一共包含三個步驟：

1. 打開文件；
2. 讀，寫文件；讀：將文本內容讀入記憶體；寫：將記憶體內容寫入文本；
3. 關閉文件；

操作文件的方法/函數

在python中操作文件需要記住一個函數和兩個方法

• open函數負責打開文件，返迴文件操作對象；
• 其餘三個方法需要通過文件對象調用；

read方法-讀取文件

open函數的第一個參數是要打開的文件名(文件名區分大小寫)；

如果文件存在，返迴文件操作對象
如果文件不存在，會拋出異常

read方法可以一次性讀入並返迴文件的所有內容；
close方法負責關閉文件；
如果忘記關閉文件，會造成系統資源消耗，而且會影響到後續對文件的訪問；
註意：read方法執行後，會把文件指針移動到文件的末尾；
提示：在開發中，通常會先編寫打開和關閉的代碼，再編寫中間針對文件的讀寫操作；

讀取文件示例

# 打開文件
file = open("hello.txt")
# 讀取文件
text = file.read()
print(text)
# 關閉文件
file.close()

# welcome to hello.txt
# this is a test file.

文件指針

• 文件指針標識 從哪個位置開始讀取數據；
• 第一次打開文件時，通常文件指針會指向文件的開始位置；
• 當執行了read方法後，文件指針會移動到讀取內容的末尾；預設情況下會移動到文件末尾；

所以，如果在同一次打開文件中，執行了一次read方法，讀取所有內容，再次調用read方法的話，就不能夠再獲得內容了；這是因為第一次讀取之後，文件指針移動到了文件末尾，再次調用不會讀取到任何的內容；

文件指針示例

# 打開文件
file = open("hello.txt")
# 讀取文件
text = file.read()
print(text)
print(len(text))

print("-"*50)
# 再次讀取文件
text1 = file.read()
print(text1)
print(len(text1))

# 關閉文件
file.close()

# welcome to hello.txt
# this is a test file.
# 42
# --------------------------------------------------
# 0

open函數-打開文件的方式

open函數預設以只讀方式打開文件，並且返迴文件對象

open函數語法如下：

f = open("文件名", "訪問方式")

open打開文件情況羅列

打開方式其實還有"rb","wb","wb+",...等，這是針對二進位文件的方式。

提示

• 頻繁的移動文件指針，會影響文件的讀寫效率，開發中更多的時候會以只讀，只寫的方式來操作文件。

追寫文件示例

file = open("hello.txt", "a")
file.write("hello world")
file.close()

按行讀取文件內容

• read方法預設會把文件的所有內容一次性讀取到記憶體；
• 如果文件太大，對記憶體的占用會非常嚴重。

readline方法

• readline方法可以一次讀取一行內容；
• 方法執行後，會把文件指針移動到下一行，準備再次讀取；

讀取指定行數數據

file = open("hello.txt")

line1 = file.readline()
print(line1)
line2 = file.readline()
print(line2)

file.close()

# 1.welcome to hello.txt

# 2.this is a test file.

分行讀取整個文件：

hello.txt內容

1.welcome to hello.txt
2.this is a test file.

3.hello world

readline_test.py內容

file = open("hello.txt")

while 1:

    line = file.readline()
    print(line, end="")

    if not line:
        break
file.close()

# 運行結果
# 1.welcome to hello.txt
# 2.this is a test file.

# 3.hello world

小文件複製示例

# 打開文件
read_file = open("hello.txt")
write_file = open("hello_small.txt", "w")

# 讀寫文件
text = read_file.read()
write_file.write(text)

# 關閉文件
read_file.close()
write_file.close()

大文件複製示例

# 打開文件
read_file = open("hello.txt")
write_file = open("hello_big.txt", "w")

# 讀寫文件
while 1:
    # 讀取一行內容
    text = read_file.readline()
    # 判斷是否有內容
    if not text:
        break
    # 寫入複製文件
    write_file.write(text)

# 關閉文件
read_file.close()
write_file.close()

文件/目錄的常用管理操作

• 在終端/文件瀏覽器中，可以執行常規的文件/目錄管理操作，例如：創建，重命名，刪除，改變路徑，查看目錄內容等等。
• 在Python中，如果希望通過程式實現上述功能，需要導入os模塊。

文件操作方法羅列

目錄操作方法羅列

提示：文件/目錄操作都支持絕對路徑/相對路徑

文本文件的編碼格式

• 文本文件存儲的內容是基於字元編碼的文件，常見的編碼有ASCII編碼，UNICODE編碼等；
• python2.x預設使用ASCII編碼；
• python3.x預設使用UTF-8編碼；

ASCII編碼和UNICODE編碼

ASCII編碼

• 電腦中只有256個ASCII字元；
• 一個ASCII在記憶體中占用1個位元組的空間；而8個0/1的排列組合方式一共有256中，也就是2**8

UTF-8編碼

• 電腦中使用的1-6個位元組來表示一個utf-8位元組，涵蓋了地球上幾乎所有地區的文字；
• 大多數漢字會使用3個位元組來表示；
• utf-8是UNICODE編碼的一種編碼格式。

python2.x中使用中文

在python2.x文件的第一行增加以下代碼，解釋器會以utf-8編碼來處理python文件；

# *-* coding:utf8 *-*

上面這種是官方推薦使用的，也可以使用下麵這種方式：

# coding=utf8

unicode字元串前加u

• 在python2.x中，即使指定了文件使用utf-8的編碼格式，但是在遍歷字元串時，仍然會以位元組為單位遍歷字元串；
• 要能夠正確的遍歷字元串，在定義字元串時，需要在字元串的引號前，增加一個小寫字母u，告訴解釋器這是一個unicode字元串(使用utf-8編碼格式的字元串)。

例如下麵的代碼：

test_str = "hello世界"
print(test_str)

在2和3下都會正確執行，但是當我們遍歷輸出字元串時，就會出現不一樣的情況；

test_str = "hello世界"
print(test_str)
for i in test_str:
    print(i)

在python3中可以正常執行以上代碼；
但是在python2中，可以輸出完整字元，遍歷時輸出的結果中"世界"顯示的是六行特殊字元；
解決為 定義字元串時，需要在字元串的引號前，增加一個小寫字母u。

示例如下：

test_str = u"hello世界"
print(test_str)
for i in test_str:
    print(i)