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超详细的 Python 文件操作知识!

Python入门到精通 • 1 年前 • 300 次点击  
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作者:python2021_

https://blog.csdn.net/python2021_/article/details/124793497

python进行文件操作,在日常编程中是很常用的。为了方便大家,这里对各种文件操作的知识进行汇总。一文在手,无须它求!来一起学习吧。

一、文件的打开和关闭

open()函数

f1 = open(r'd:\测试文件.txt', mode='r', encoding='utf-8')
content = f1.read()
print(content)
f1.close()
with open(r'd:\测试文件.txt', mode='r', encoding='utf-8'as f1:
    content = f1.read()
    print(content)
  1. open()内置函数,open底层调用的是操作系统的接口。
  2. f1变量,又叫文件句柄,通常文件句柄命名有f1fhfile_handlerf_h,对文件进行的任何操作,都得通过文件句柄.方法的形式。
  3. encoding:可以不写。不写参数,默认的编码本是操作系统默认的编码本。windows默认gbk,linux默认utf-8,mac默认utf-8。
  4. mode:可以不写。默认mode='r'
  5. f1.close()关闭文件句柄。
  6. 使用with open()的好处。
优点1:不用手动关闭文件句柄。
with open('文件操作的读', encoding='utf-8'as f1:
    print(f1.read())
    
优点2:一个语句可以操作多个文件句柄。
with open('文件操作的读', encoding='utf-8'as f1, \
        open('文件操作的写', encoding='utf-8', mode='w'as f2:
    print(f1.read())
    f2.write('hahaha')

绝对路径和相对路径

  1. 绝对路径:指的是绝对位置,完整地描述了目标的所在地,所有目录层级关系是一目了然的。比如:C:/Users/chris/AppData/Local/Programs/Python/Python37/python.exe
  2. 相对路径:是从当前文件所在的文件夹开始的路径。
  • test.txt:是在当前文件夹查找 test.txt 文件。
  • ./test.txt:也是在当前文件夹里查找test.txt文件, ./ 表示的是当前文件夹,可以省略。
  • ../test.txt:从当前文件夹的上一级文件夹里查找 test.txt 文件。 ../ 表示的是上一级文件夹。
  • demo/test.txt,在当前文件夹里查找demo这个文件夹,并在这个文件夹里查找 test.txt 文件。
  • 路径书写的三种方式
    1. \\
      file = open('C:\Users\chris\Desktop\Python基础\xxx.txt')
    2. r'\'
      file = open(r'C:\Users\chris\Desktop\Python基础\xxx.txt')
    3. '/'(推荐)
      file = open('C:/Users/chris/Desktop/Python基础/xxx.txt')

    常用文件的访问模式

    1. 打开文件的模式有(默认为文本模式):

    r 只读模式【默认模式,文件必须存在,不存在则抛出异常】
    w 只写模式【不可读;不存在则创建;存在则清空内容在写入】
    a 只追加写模式【不可读;不存在则创建;存在则只追加内容】

    2. 对于非文本文件,我们只能使用b模式。注:以b方式打开时,读取到的内容是字节类型,写入时也需要提供字节类型,不能指定编码。

    rb 以二进制读取
    wb 以二进制写入
    ab 以二进制追加

    3. ‘+’模式(就是增加了一个功能)

    r+ 读写【可读,可写】
    w+ 写读【可写,可读】
    a+ 写读【可写,可读】

    4. 以bytes类型操作的读写,写读,写读模式

    r+b 读写【可读,可写】
    w+b 写读【可写,可读】
    a+b 写读【可写,可读】

    5. 关于r+模式:打开一个文件用于读写,文件指针默认将会放在文件的开头。注意:如果在读写模式下,先写后读,那么文件就会出问题,因为默认光标是在文件的最开始,你要是先写,则写入的内容会将原内容覆盖掉,直到覆盖到你写完的内容,然后在从后面开始读取。

    # 文件'其他模式'中的内容是:王副班最帅

    # 1. 先读后写
    f1 = open('其他模式', encoding='utf-8', mode='r+')
    content = f1.read()
    print(content)
    f1.write('王强强')
    f1.close()

    3 2. 先写后读(错误实例)
    f1 = open('其他模式', encoding='utf-8', mode='r+')
    f1.write('王强强')
    content = f1.read()
    print(content)  # 最帅
    f1.close()

    二、文件的读取和写入

    读取

    代码中用到的文件文件操作的读.txt 文件内容如下:

    lucy最帅
    lucy很励志
    abcdef
    哈哈哈

    read() 全部读取出来。用rb模式打开,不用写encoding

    f1 = open('文件操作的读', encoding='utf-8')
    content = f1.read()
    print(content, type(content))
    f1.close()

    f1 = open(r'C:\Users\lenovo\Desktop\编码进阶.png', mode='rb')
    content = f1.read()
    print(content)
    f1.close()

    read(n) 按照字符读取(r模式),按照字节读取(rb模式)。

    f1 = open('文件操作的读', encoding='utf-8')
    content = f1.read(6)
    print(content)  # lucy最帅
    f1.close()

    readline() 读取一行。

    f1 = open('文件操作的读', encoding='utf-8')
    print(f1.readline().strip())  # lucy最帅
    print(f1.readline())  # lucy很励志\n
    f1.close()

    readlines() 返回一个列表,列表中的每个元素是原文件的每一行。如果文件很大,占内存,容易崩盘。

    f1 = open('文件操作的读', encoding='utf-8')
    li = f1.readlines()
    print(li)  # ['lucy最帅\n', 'lucy很励志\n', 'abcdef\n', '哈哈哈']
    f1.close()

    for 循环读取。文件句柄是一个迭代器。特点是每次循环只在内存中占一行的数据,非常节省内存。

    
    
    
        
    f1 = open('文件操作的读', encoding='utf-8')
    for line in f1:
        print(line.strip())
    f1.close()

    写入

    模式

    没有文件,则创建文件,写入内容;如果文件存在,先清空原文件内容,在写入新内容。

    f1 = open('文件操作的写', encoding='utf-8', mode='w')
    f1.write('lucy真帅')
    f1.close()

    wb模式

    f1 = open(r'C:\Users\lenovo\Desktop\编码进阶.png', mode='rb')
    content = f1.read()
    f1.close()

    f2 = open('图片.jpg', mode='wb')
    f2.write(content)
    f2.close()

    关于清空

    关闭文件句柄,再次以w模式打开此文件时,才会清空。

    指针定位

    tell() 方法用来显示当前指针的位置。

    f = open('test.txt')
    print(f.read(10))  # read 指定读取的字节数
    print(f.tell())    # tell()方法显示当前文件指针所在的文字
    f.close()

    seek(offset,whence)方法用来重新设定指针的位置。

    • offset:表示偏移量
    • whence:只能传入012中的一个数字。
      • 0表示从文件头开始
      • 1表示从当前位置开始
      • 2 表示从文件的末尾开始
    f = open('test.txt','rb')  # 需要指定打开模式为rb,只读二进制模式

    print(f.read(3))
    print(f.tell())

    f.seek(2,0)   # 从文件的开头开始,跳过两个字节
    print(f.read())

    f.seek(1,1# 从当前位置开始,跳过一个字节
    print(f.read())

    f.seek(-4,2# 从文件末尾开始,往前跳过四个字节
    print(f.read())

    f.close()

    三、实现文件拷贝功能

    import os

    file_name = input('请输入一个文件路径:')
    if os.path.isfile(file_name):
        old_file = open(file_name, 'rb')  # 以二进制的形式读取文件

        names = os.path.splitext(file_name)
        new_file_name = names[0] + '.bak' + names[1]

        new_file = open(new_file_name, 'wb')  # 以二进制的形式写入文件

        while True:
            content = old_file.read(1024)  # 读取出来的内容是二进制
            new_file.write(content)
            if not content:
                break

        new_file.close()
        old_file.close()
    else:
        print('您输入的文件不存在')

    四、CSV文件的读写

    CSV文件

    CSV文件:Comma-Separated Values,中文叫逗号分隔值或者字符分割值,其文件以纯文本的形式存储表格数据。 可以把它理解为一个表格,只不过这个表格是以纯文本的形式显示的,单元格与单元格之间,默认使用逗号进行分隔;每行数据之间,使用换行进行分隔。

    name,age,score
    zhangsan,18,98
    lisi,20,99
    wangwu,17,90
    jerry,19,95

    Python中的csv模块,提供了相应的函数,可以让我们很方便的读写csv文件。

    CSV文件的写入

    import csv

    # 以写入方式打开一个csv文件
    file = open('test.csv','w')

    # 调用writer方法,传入csv文件对象,得到的结果是一个CSVWriter对象
    writer = csv.writer(file)

    # 调用CSVWriter对象的writerow方法,一行行的写入数据
    writer.writerow(['name''age''score'])

    # 还可以调用writerows方法,一次性写入多行数据
    writer.writerows([['zhangsan''18''98'],['lisi''20''99'], ['wangwu''17''90'], ['jerry''19''95']])
    file.close()

    CSV文件的读取

    import csv

    # 以读取方式打开一个csv文件
    file = open('test.csv''r')

    # 调用csv模块的reader方法,得到的结果是一个可迭代对象
    reader = csv.reader(file)

    # 对结果进行遍历,获取到结果里的每一行数据
    for row in reader:
        print(row)

    file.close()

    五、将数据写入内存

    除了将数据写入到一个文件以外,我们还可以使用代码,将数据暂时写入到内存里,可以理解为数据缓冲区。Python中提供了StringIOBytesIO这两个类将字符串数据和二进制数据写入到内存里。

    StringIO

    StringIO可以将字符串写入到内存中,像操作文件一下操作字符串。

    from io import StringIO

    # 创建一个StringIO对象
    f = StringIO()
    # 可以像操作文件一下,将字符串写入到内存中
    f.write('hello\r\n')
    f.write('good')

    # 使用文件的 readline和readlines方法,无法读取到数据
    # print(f.readline())
    # print(f.readlines())

    # 需要调用getvalue()方法才能获取到写入到内存中的数据
    print(f.getvalue())

    f.close()
    Copy

    BytesIO

    如果想要以二进制的形式写入数据,可以使用BytesIO类,它的用法和StringIO相似,只不过在调用write方法写入时,需要传入二进制数据。

    from io import BytesIO

    f = BytesIO()
    f.write('你好\r\n'.encode('utf-8'))
    f.write('中国'.encode('utf-8'))

    print(f.getvalue())
    f.close()

    六、sys模块的使用

    sys.stdin 接收用户的输入,就是读取键盘里输入的数据,默认是控制台。input方法就是读取 sys.stdin 里的数据。

    import sys
    s_in = sys.stdin
    while True:
        content = s_in.readline().rstrip('\n')
        if content == '':
            break
        print(content)

    sys.stdout 标准输出,默认是控制台

    import sys
    m = open('stdout.txt''w', encoding='utf8')
    sys.stdout = m
    print('hello')
    print('yes')
    print('good')
    m.close()

    运行结果:生成一个stdout.txt文件,文件内容如下:

    hello
    yes
    good

    sys.stderr 错误输出,默认是控制台

    import sys
    x = open('stderr.txt''w', encoding='utf8')
    sys.stderr = x
    print(1 / 0)
    x.close()

    运行结果:生成一个stderr.txt文件,文件内容如下:

    Traceback (most recent call last):
      File "E:/python基础/demo.py", line 4in 
        print(1 / 0)
    ZeroDivisionError: division by zero

    七、序列化和反序列化

    通过文件操作,我们可以将字符串写入到一个本地文件。但是,如果是一个对象(例如列表、字典、元组等),就无法直接写入到一个文件里,需要对这个对象进行序列化,然后才能写入到文件里。

    • 序列化:将数据从内存持久化保存到硬盘的过程
    • 反序列化:将数据从硬盘加载到内存的过程

    python 里存入数据只支持存入字符串二进制

    • json:将Python里的数据(str/list/tuple/dict/int/float/bool/None)等转换成为对应的json
    • pickle:将Python里任意的对象转换成为二进制

    Python中提供了JSONpickle两个模块用来实现数据的序列化和反序列化。

    JSON模块

    JSON(JavaScriptObjectNotation, JS对象简谱)是一种轻量级的数据交换格式,它基于 ECMAScript 的一个子集,采用完全独立于编程语言的文本格式来存储和表示数据。JSON的本质是字符串,区别在于json里要是用双引号表示字符串

    使用JSON实现序列化

    1、dumps方法的作用是把对象转换成为字符串,它本身不具备将数据写入到文件的功能。

    import json
    file = open('names.txt''w')
    names = ['zhangsan''lisi''wangwu''jerry''henry''merry''chris']
    # file.write(names)  出错,不能直接将列表写入到文件里

    # 可以调用 json的dumps方法,传入一个对象参数
    result = json.dumps(names)

    # dumps 方法得到的结果是一个字符串
    print(type(result))  

    # 可以将字符串写入到文件里
    file.write(result)

    file.close()

    2、dump方法可以在将对象转换成为字符串的同时,指定一个文件对象,把转换后的字符串写入到这个文件里。

    import json

    file = open('names.txt''w')
    names = ['zhangsan''lisi''wangwu''jerry''henry''merry''chris']

    # dump方法可以接收一个文件参数,在将对象转换成为字符串的同时写入到文件里
    json.dump(names, file)
    file.close()

    使用JSON实现反序列化

    1、loads方法需要一个字符串参数,用来将一个字符串加载成为Python对象。

    import json

    # 调用loads方法,传入一个字符串,可以将这个字符串加载成为Python对象
    result = json.loads('["zhangsan", "lisi", "wangwu", "jerry", "henry", "merry", "chris"]')
    print(type(result))  

    2、load方法可以传入一个文件对象,用来将一个文件对象里的数据加载成为Python对象。

    import json

    # 以可读方式打开一个文件
    file = open('names.txt''r')

    # 调用load方法,将文件里的内容加载成为一个Python对象
    result = json.load(file)

    print(result)
    file.close()

    pickle模块

    和json模块类似,pickle模块也有dump和dumps方法可以对数据进行序列化,同时也有load和loads方法进行反序列化。区别在于,json模块是将对象转换成为字符串,而pickle模块是将对象转换成为二进制。

    pickle模块里方法的使用和json里方法的使用大致相同,需要注意的是,pickle是将对象转换成为二进制,所以,如果想要把内容写入到文件里,这个文件必须要以二进制的形式打开。

    使用pickle模块实现序列号

    1、dumps方法将Python数据转换成为二进制

    import pickle
    names = ['张三''李四''杰克''亨利']
    b_names = pickle.dumps(names)
    # print(b_names)
    file = open('names.txt''wb')
    file.write(b_names)  # 写入的是二进制,不是存文本
    file.close()

    2、dump方法将Python数据转换成为二进制,同时保存到指定文件

    import pickle
    names = ['张三''李四''杰克''亨利']
    file2 = open('names.txt''wb')
    pickle.dump(names, file2)
    file2.close()

    使用pickle模块实现反序列号

    1、loads方法,将二进制加载成为Python数据

    import pickle
    file1 = open('names.txt''rb')
    x = file1.read()
    y = pickle.loads(x)
    print(y)
    file1.close()

    2、load方法,读取文件,并将文件的二进制内容加载成为Python数据

    import pickle
    file3 = open('names.txt''rb')
    z = pickle.load(file3)
    print(z)

    JSON与pickle区别

    json模块:

    • 将对象转换成为字符串,不管是在哪种操作系统,哪种编程语言里,字符串都是可识别的。
    • json就是用来在不同平台间传递数据的。
    • 并不是所有的对象都可以直接转换成为一个字符串,下标列出了Python对象与json字符串的对应关系。
    PythonJSON
    dictobject
    list,tuplearray
    strstring
    int,float number
    Truetrue
    Falsefalse
    Nonenull
    • 如果是一个自定义对象,默认无法装换成为json字符串,需要手动指定JSONEncoder.
    • 如果是将一个json串重新转换成为对象,这个对象里的方法就无法使用了。
    import json
    class MyEncode(json.JSONEncoder):
      def default(self, o):
          # return {"name":o.name,"age":o.age}
          return o.__dict__

    class Person(object):
      def __init__(self, name, age):
          self.name = name
          self.age = age

        def eat(self):
            print(self.name+'正在吃东西')

    p1 = Person('zhangsan'18)

    # 自定义对象想要转换成为json字符串,需要给这个自定义对象指定JSONEncoder
    result = json.dumps(p1, cls=MyEncode)
    print(result)  # {"name": "zhangsan", "age": 18}

    # 调用loads方法将对象加载成为一个对象以后,得到的结果是一个字典
    p = json.loads(result)
    print(type(p))

    pickle模块:

    • pickle序列化是将对象按照一定的规则转换成为二进制保存,它不能跨平台传递数据。
    • pickle的序列化会将对象的所有数据都保存。



    -End-

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