文件操作

 引言

最常用的文件存储文件格式：txt、csv

• 到目前为止，我们做的一切操作，都是在内存里进行的，这样会有什么问题吗？如果一旦断电或发生意外关机了，那么你辛勤的工作成果将瞬间消失。是不是感觉事还挺大的呢？现在你是否感觉你的编程技巧还缺了点什么呢？是的，我们还缺少将数据在本地文件系统进行持久化存储的能力，白话讲就是文件的读写能力。

文件新建

x，新建（特殊的写入方式）。如果文件存在则报错，如果不存在就新建文件，然后写入内容，比w模式更安全，不会清空已经存在的文件的内容。

fp = open('hello.txt', 'x')  # 新建文件，然后写入内容
fp.write('hello Tom and jay')  # 表示往新建的文件fp里写入内容为'hello Tom and jay!'
fp.close()  # 关闭文件fp。

文件打开

语法：f = open(filename, mode)

fp = open('hello.txt', 默认为'r'也可以是'w'或'a'或'x'或'b'或'+')  # 打开文件，open函数会返回一个文件句柄/文件描述符（如fp），文件句柄/文件描述符表示所打开的文件（如open('hello.txt', 'w')）

• Python内置了一个open()方法，用于对文件进行读写操作。使用open()方法操作文件就像把大象塞进冰箱一样，可以分三步走，一是打开文件，二是操作文件，三是关闭文件。

• 文件句柄/文件描述符

  • open()方法的返回值是一个file对象，可以将它赋值给一个变量，这个变量就是所谓的文件句柄(以前叫文件描述符)。

  • file对象：

    • 可以调用read()和write()方法，对打开的文件进行读写操作。

• open方法的语法

  • f = open(filename, mode)

  • f = open(filename, mode,encoding='UTF-8')

    • filename：

      • 一个包含了你要访问的文件名称的字符串值，通常是一个文件路径。

      • 文件路径作用：定位到指定文件

    • mode：

      • 打开文件的模式(权限)，有很多种，默认是只读方式r。

• 文件打开的模式：

• ​编辑

  fp = open('hello.txt', 'w')  # 打开文件，open函数会返回一个文件句柄/文件描述符（如fp），文件句柄/文件描述符表示所打开的文件（如open('hello.txt', 'w')）
  fp.write('hello Tom and jay')  # 通过文件句柄fp调用write函数。表示往打开的文件fp里写入内容为'hello Tom and jay!'
  fp.close()  # 关闭文件fp。

  

  文件写入

  w，只写。如果文件不存在，新建文件然后写入；如果存在，先清空文件内容，再写入。不安全的写入方式，会清空原来的内容。

  fp.write('内容')，调用写入操作的方法，对打开的文件进行写入操作

• fp.write('hello Tom and jay')  # 表示往打开的文件fp里写入内容为'hello Tom and jay!'

  

  文件关闭

  fp.close()  # 关闭文件fp。

  

  文件读取

  r，只读。默认模式，如果文件不存在就报错，存在就正常读取。

  fp.read() # 调用读取操作的方法，对打开的文件进行读取操作。read 读取文件里所有的数据；

  fp.readlines() # 调用读取操作的方法，对打开的文件进行读取操作。read 读取文件里每行数据,并返回成一个列表；

  text = fp.readline() # 调用读取操作的方法，对打开的文件进行读取操作。 read 读取文件里第一行数据

• fp = open('hello.txt', 'r')
  text = fp.read()  # read 读取文件里所有的数据,返回：
  # Hello Tom  and jay
  # Hwo are you?
  # Fine, and you ?
  # I'm fine too,thank you !
  print(text)
  fp.close()
  
  fp = open('hello.txt', 'r')
  text = fp.read(7)  # read 读取文件里指字符数（如7个字符）的数据,返回：Hello T
  print(text)
  fp.close()
  
  fp = open('hello.txt', 'r')
  text = fp.readlines()  # read 读取文件里每行数据,并返回成一个列表['Hello Tom and jay\n', 'Hwo are you?\n','Fine, and you ?\n', "I'm fine too,thank you !"]
  print(text)
  fp.close()
  
  fp = open('hello.txt', 'r')
  text = fp.readline()  # # read 读取文件里第一行数据,返回：Hello Tom and jay
  print(text)
  fp.close()

  

  文件追加

  a，追加（特殊的写入方式）。如果文件不存在，新建文件，然后写入；如果存在，在文件的最后追加写入。

• fp = open('hello.txt', 'a')  # 打开文件
  fp.write('hello Tom and jay')  # 表示往打开的文件fp里追加写入内容为'hello Tom  and jay!'
  fp.close()  # 关闭文件fp。

  

   

• 常规文件打开模式操作演示

  • b模式：

    • 二进制模式，通常用来读取图片、视频等二进制文件。注意，它在读写的时候是以bytes类型读写的，因此获得的是一个bytes对象而不是字符串。在这个读写过程中，需要自己指定编码格式。在使用带b的模式时一定要注意传入的数据类型，确保为bytes类型。

  • +模式：

    对于w+模式，在读写之前都会清空文件的内容。

    对于a+模式，永远只能在文件的末尾写入。

    对于r+模式，也就是读写模式。

  • 对于w+模式，在读写之前都会清空文件的内容。
    对于a+模式，永远只能在文件的末尾写入。
    对于r+模式，也就是读写模式。
    fp = open('hello.txt', 'w+')
    text = fp.write('hello my python!')  # 写如之前会清空文件的内容
    print(text)  # 返回的是写入的字符个数
    fp.close()
    
    fp = open('hello.txt', 'r+')
    text = fp.read(6)  # 读写模式
    print(text)  # 返回的是读取的内容
    fp.close()
    
    fp = open('hello.txt', 'r+')
    text = fp.write('my python!')  # 覆盖之前文件的内容
    print(text)  # 返回的是写入的字符个数
    fp.close()
    
    
    fp = open('hello.txt', 'a+')
    fp.write('\n这句话会添加在之前写入的内容之后')
    fp.seek(0)  # 通过seek方法可以将光标调整到0，括号内的数字表示从第几个字符后读取。
    text = fp.read()  # 如果是读取模式，需要结合调整光标位置来实现。
    # fp.seek(0)  # 通过seek方法可以将光标调整到0
    print(fp.tell())  # 通过tell方法可以查到当前的光标所在位置，返回的数字代表光标后有几个字符
    print(text)  # 返回的是写入的字符个数
    
    fp.close()

    

  • 编码问题

    • 要读取非UTF-8编码的文件，需要给open()函数传入encoding参数，例如，读取GBK编码的文件

    • 遇到有些编码不规范的文件，可能会抛出UnicodeDecodeError异常，这表示在文件中可能夹杂了一些非法编码的字符。遇到这种情况，可以提供errors=’ignore‘参数，表示如果遇到编码错误后如何处理。

  • 文件对象操作

  • 每当我们用open方法打开一个文件时，将返回一个文件对象。这个对象内置了很多操作方法。

  • f.read(size) #size读取数据的个数

    • 读取一定大小的数据, 然后作为字符串或字节对象返回。size是一个可选的数字类型的参数，用于指定读取的数据量。当size被忽略了或者为负值，那么该文件的所有内容都将被读取并且返回。

    • 注意：

      • 如果文件体积较大，请不要使用read()方法一次性读入内存，而是read(512)这种一点一点的读。

  • f.readline()

    • 从文件中读取一行n内容。换行符为'\n'。如果返回一个空字符串，说明已经已经读取到最后一行。这种方法，通常是读一行，处理一行，并且不能回头，只能前进，读过的行不能再读了。

  • f.readlines()

    • 将文件中所有的行，一行一行全部读入一个列表内，按顺序一个一个作为列表的元素，并返回这个列表。readlines方法会一次性将文件全部读入内存，所以也存在一定的风险。但是它有个好处，每行都保存在列表里，可以随意存取。

  • #需求：读取文件中的数据
    fp = open('./test.txt','r')
    text = fp.read(10) #读取指定字节的数据
    text_line = fp.readline() #一次读取一行数据
    text_lines = fp.readlines() #读取多行数据，返回一个列表
    print(text_lines)
    fp.close()

    

     

  • 总结：

    • 几种不同的读取和遍历文件的方法比较：如果文件很小，read()一次性读取最方便；如果不能确定文件大小，反复调用read(size)比较保险；如果是配置文件，调用readlines()最方便。普通情况，使用for循环更好，速度更快。

  • f.write()

    • 将字符串或bytes类型的数据写入文件内。write()动作可以多次重复进行，其实都是在内存中的操作，并不会立刻写回硬盘，直到执行close()方法后，才会将所有的写入操作反映到硬盘上。在这过程中，如果想将内存中的修改，立刻保存到硬盘上，可以使用f.flush()方法。

      fp = open('./test123.txt','w')
      fp.write('hello Tom ')
      fp.close() #将文件内容清空，再写入新数据

      

      fp = open('./test123.txt','a')
      fp.write('hello Tom ')
      fp.close() #在文件数据末尾追加数据

      

  • f.close()

    • 关闭文件对象。当处理完一个文件后，调用f.close()来关闭文件并释放系统的资源。文件关闭后，如果尝试再次调用该文件对象，则会抛出异常。忘记调用close()的后果是数据可能只写了一部分到磁盘，剩下的丢失了，或者更糟糕的结果。也就是说大象塞进冰箱后，一定不要忘记关上冰箱的门。

• with关键字

  with关键字用于Python的上下文管理器机制。为了防止诸如open这一类文件打开方法在操作过程出现异常或错误，或者最后忘了执行close方法，文件非正常关闭等可能导致文件泄露、破坏的问题。Python提供了with这个上下文管理器机制，保证文件会被正常关闭。在它的管理下，不需要再写close语句。注意缩进。

  with open('./test123.txt','r') as fp: #fp = open()
      text = fp.read(5)
  print(text)
  
  #上下两组代码功效一样
  fp = open('./test123.txt','r')
  text = fp.read(5)
  print(text)
  fp.close()

  

  对图片，音频，视频，压缩包等二进制的数据进行文件读写操作

• 实现一个图片文件的拷贝

  • 1.打开一个图片文件，读取其二进制的数据

  • 2.将读取到的数据写入到另一个路径下

过程：1.打开图片；2.读取图片二进制的数据；3.将读取到的图片数据写入到另一个文件中；4.关闭文件

fp = open('feilong.png', 'rb')  # r是读取文本数据，rb是读取二进制数据
img_data = fp.read()  # 读取到了图片的二进制数据

# 将图片的二进制数据写到另一个路径下
fp1 = open('./imgs/fei.jpg', 'wb')  # ./imgs/fei.jpg是相对路径
fp1.write(img_data)

fp.close()
fp1.close()

fp = open('D:/feilong.png', 'rb') # r是读取文本数据，rb是读取二进制数据。D:/feilong.png是绝对路径
img_data = fp.read() # 读取到了图片的二进制数据。
# 将图片的二进制数据写到另一个路径下
fp1 = open('D:/study/fei.jpg', 'wb') # D:/study/fei.jpg是绝对路径
fp1.write(img_data)

fp.close()
fp1.close()

将上面的代码封装成函数

def imgCopy(img, copyImg):  # img是原始图片地址的形参，copyImg是新图片地址的形参
      # 1.打开原始图片img
      fp = open('D:/feilong.png', 'rb')  # r是读取文本数据，rb是读取二进制数据
      # 2.读取原始图片的二进制数据
      img_data = fp.read()  # 读取到了图片的二进制数据.D:/feilong.png是绝对路径
      # 3.将读取到的图片数据写入到另一个新的图片文件中
      # 将图片的二进制数据写到另一个路径下
      fp1 = open('D:/study/fei.jpg', 'wb')  # D:/study/fei.jpg是绝对路径
      fp1.write(img_data)
      # 4.关闭文件
      fp.close()
      fp1.close()
  
  
imgCopy('D:/feilong.png', 'D:/study/fei.jpg')  # 调用函数imgCopy并进行传参

# 实现一个图片复制功能（图片数据就是二进制类型的数据）
# 过程：1.打开图片 2.读取图片二进制的数据 3.将读取到的图片数据写入到另一个文件中 4.关闭文件
def imgCopy(img,copyImg): #img是原始图片路径  copyImg是复制的图片路径
    # 1.打开原始图片img
    fp_1 = open(img,'rb')
    # 2.读取原始图片的二进制数据
    img_data = fp_1.read()
    # 3.将读取到的图片数据写入到另一个新的图片文件中
    fp_2 = open(copyImg,'wb')
    fp_2.write(img_data)
    # 4.关闭文件
    fp_1.close()
    fp_2.close()

imgCopy('pandas.jpg','./imgs/new_pandas.jpg')

练习：登录注册

'''
需求：注册功能
    1.让用户录入用户名，密码，重复密码，手机号基本信息
    2.检测两次输入的密码是否一致，一致则注册成功，否则注册失败
    3.注册成功后需要将用户信息存储到文件中进行保存
'''

def regist():
    #让用户录入用户名，密码，重复密码，手机号基本信息
    print('------欢迎来到注册页面--------')
    username = input('输入注册的账号：')
    password = input('输入注册的密码：')
    repeatpwd = input('重复密码:')
    phonenum = input('手机号：')
    #检测两次输入的密码是否一致，一致则注册成功，否则注册失败
    if password == repeatpwd:#==可以判断两个字符串是否一样：
        #两次密码一致：注册成功，将用户信息写入到文件保存
        with open('userData.txt','a+') as fp:
            #\n表示回车换行的意思
            fp.write(username+'-'+password+'-'+phonenum+'\n')
            print('恭喜您注册成功，账号为：',username)


    else:#两次密码不一致，注册失败
        print('两次密码不一致，注册失败，请重新注册！')


'''
登录功能：
    1.让用户录入用户名，密码
    2.验证登录状态
'''

def login():
    #1.让用户录入用户名，密码
    print('------欢迎来到登录页面------')
    username = input('请输入登录的账号：')
    password = input('请输入登录的密码：')

    #2,验证登录状态
    #读取文件中的用户信息的数据
    with open('userData.txt','r') as fp:
        #[Tom -123-222, jay-456-666]
        user_data_list = fp.readlines() #读取每一行数据，返回的是一个列表
        for data in user_data_list:
            data = data.strip()#取出字符串中的回车
            #切分字符串，取出用户名和密码即可
            #s_data = [Tom ,123,222]
            s_data = data.split('-')
            #从文件中获取的用户名和密码
            f_username = s_data[0]
            f_password = s_data[1]
            #判断登录状态
            flat = 0 #如果flat=0表示登录失败，为1表示登录成功
            if username == f_username and password == f_password:
                flat = 1 #表示登录成功
                break
        if flat == 1:
            print('登录成功')
        else:
            print('登录失败')



login()
# regist()#调用该函数完成注册功能

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