文件處理之open()功能的使用

一、引入

什么是文件？

文件是操作系統(tǒng)提供給用戶或者是應用程序用于操作硬盤的虛擬概念或者說接口。

為什么要有文件？

用戶通過應用程序可以通過文件，將數(shù)據(jù)永久保存到硬盤中。

詳細的說：用戶和應用程序操作的是文件，對文件的所有操作，都是向操作系統(tǒng)發(fā)送系統(tǒng)調(diào)用，然后再由操作系統(tǒng)將其轉(zhuǎn)換成具體的硬盤的操作。

二、文件操作的基本流程

基本流程

偽代碼實例：

    f = open(r'指定你要打開文件的文件路徑', mode='rt，)
    r：
        raw_str，指的是原生得字符串，里面得反斜杠\，都會被視為普通字符。
    windows中路徑分隔符解決方案：
        方案一(推薦)：在文件路徑前加r
        方案二：windows中會把左斜杠/，默認轉(zhuǎn)換成右斜杠\。使用 'C:/a.txt/nb/c/d.txt'，默認會轉(zhuǎn)成 'C:\a.txt\nb\c\d.txt'。
    絕對路徑與相對路徑：
        相對路徑：會以你當前執(zhí)行文件所在的文件夾下為基準去找。
 ?          優(yōu)點：簡潔
 ?          缺點：當你執(zhí)行文件移動，被操作文件將找不到。
        絕對路徑：從盤符的根目錄下開始直接定位到你需要操作的文件地址。
            優(yōu)點：執(zhí)行文件移動到任意目錄中都可以找到所需要操作的文件地址。
            缺點：臃腫
    rt：
        默認控制文件讀寫操作的模式是r，只讀模式。
        默認控制文件讀寫內(nèi)容的模式是t，t文本模式。
    
原理解析：
 ? ?f = open 占用了2部分的內(nèi)存空間：
 ?      第一部分：open占用的是操作系統(tǒng)的的內(nèi)存空間。由操作系統(tǒng)的映射到了應用程序的內(nèi)存空間中。
        第二部分：我們知道f的值是一種變量，而變量都是歸屬于python的內(nèi)存空間，也就是說。f占用的就是應用程序的內(nèi)存空間。

操作文件的基本流程：

# 1、打開文件
f = open(r'aaa/a.txt', mode='rt')   # open是向操作系統(tǒng)發(fā)起系統(tǒng)調(diào)用。
?
# 2、操作文件：讀寫/文件
res = f.read()  # f.read()向操作系統(tǒng)發(fā)送請求，讓操作系統(tǒng)把文件從硬盤讀入內(nèi)存。
print(res)
?
# 3、關閉文件
f.close() ?# 告訴操作系統(tǒng)，回收剛剛讀入文件內(nèi)存占用的內(nèi)存空間。(需要考慮的操作：操作系統(tǒng)打開文件，如果沒有及時關閉，就會無意義的占用操作系統(tǒng)的內(nèi)存空間，并且還會無意義的占用操作系統(tǒng)的操作文件數(shù)。如果沒有指定關閉，操作系統(tǒng)不會立即清除該內(nèi)存空間的占用，只有過了一定的時間，操作系統(tǒng)才會把沒有意義的占用清除，而這種清除時間間隔對于我們來說感覺不到，但是對于計算機來說，是非常大的損耗。補充：操作系統(tǒng)打開文件的文件是有限的，如果開打文件過多，就會影響你的電腦性能。)
?
f.read() ?# 注意：f.close()之后，不能在對文件進行操作了。這個時候操作系統(tǒng)已經(jīng)把調(diào)用的文件關閉回收了，如果繼續(xù)調(diào)用就會報錯(ValueError: I/O operation on closed file.)。
?
del f ?# 注意：del f 的順序要放在f.close()后面。(不需要考慮的操作：有python的GC機制管理)

資源回收與with上下文管理

引入：

with稱之為：上下文管理，上文幫你打開文件，下文幫你關閉文件。

強調(diào)：

open對應的賦值對象f，稱之為文件對象、又有人稱之為‘文件句柄’(柄：游戲手柄干嘛的？就是用來操作游戲的。那么我也也可以推理出，其實‘文件句柄’，就是用來遠程控制文件的。)

打開一個文件包含兩部分資源：應用程序的變量f和操作系統(tǒng)打開的文件。在操作完畢一個文件時，必須把與該文件的這兩部分資源全部回收，回收方法為：

1、f.close() #回收操作系統(tǒng)打開的文件資源
2、del f #回收應用程序級的變量

其中del f一定要在f.closs()之后，否則就會導致系統(tǒng)文件打開無法關閉，白白占用了資源，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，在操作完畢文件后，一定要記住f.close()，雖然我們?nèi)绱藦娬{(diào)，但是大多數(shù)讀者還是會不由自主地忘記f.close()，考慮到這一點，python提供了with關鍵字來幫我們管理上下文

# 1、with打開單個文件
with open('a.txt', mode='rt') as f:     
 ? ?res = f.read()
 ? ?print(res)
# 上面沒有指定f.close()， with會等其子代碼塊群不運行完畢以后，會幫你自動調(diào)用f.close()。
?
?
# 2、with同時打開多個文件,用逗號分隔開即可
# with open('a.txt', mode='rt') as f1, open('b.txt', mode='rt') as f2:  # 當你的一行代碼過長，可以使用右斜杠\(注意：右斜杠\并不是換行，而是轉(zhuǎn)義且分隔。)
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)

指定操作文本文件的字符編碼

• 上面沒有指定操作文本的字符編碼，接下來我們需要指定：

  f = open(...)是由操作系統(tǒng)打開文件，如果打開的是文本文件，會涉及到字符編碼問題，如果沒有為open指定編碼，那么打開文本文件的默認編碼很明顯是操作系統(tǒng)說了算了，操作系統(tǒng)會用自己的默認編碼去打開文件，在windows下是gbk，在linux下是utf-8。
  這就用到了字符編碼的問題：若要保證不亂碼，文件以什么方式存的，就要以什么方式打開。
  ?
  f = open('a.txt','r',encoding='utf-8')
  ?
  

文件的操作模式

控制文件讀寫的操作模式

• r(默認的)：只讀

• w:只寫

• a:之追加寫

r模式的使用:只讀模式

特點：當文件不存在時，r模式會報錯。當文件存在時，文件指針跳到開始位置，也就是說從文件開頭位置開始。只能讀，不能寫。

""""
先手動創(chuàng)建c.txt文件文件，文件內(nèi)容如下：
哈哈哈哈
""""
# 1、以t模式為基礎進行內(nèi)存操作
with open('c.txt', mode='rt', encoding='utf-8') as f:
 ? ?print('res'.center(50, '-'))
 ? ?res = f.read() ?# 執(zhí)行f.read()，文件指針從開頭一下子跳到文件末尾，同時也把文件內(nèi)容一次性由硬盤讀入內(nèi)存。問題? 當文件過大時，會把內(nèi)存干懵！?。?/span>
 ? ?print(res)
?
 ? ?print('res1'.center(50, '-'))
 ? ?res1 = f.read() ?# 注意：上面執(zhí)行了f.read()操作，文件指針在末尾，這個時候怎么讀。都讀不出來了。
 ? ?print(res1)
?
 ? ?# 注意：上面讀出文件的每行內(nèi)容，在每行內(nèi)容末尾都有個換行符\n。
'''
-----------------------res------------------------
哈哈哈哈
-----------------------res1-----------------------
'''
 ? ?
# 2、案例：優(yōu)化之前的用戶登錄操作，之前的用戶站賬戶信息不能永久保存，這里我們通過存入文件將用戶賬戶信息永久保存。網(wǎng)址連接(第9題：編寫用戶登錄接口寫法一)：https://www.cnblogs.com/yang1333/p/12357167.html
# 經(jīng)驗總結(jié)：for+else，用于用戶登錄功能中時，else中的子代碼塊放用戶登錄失敗以后的打印信息。要知道用戶登錄成功，一定是break退出循環(huán)，這個else錯誤信息也就不執(zhí)行，也沒有執(zhí)行的必要。但是反過來說，用戶登錄失敗，break語句也就一定不會執(zhí)行到，那么else中的子代碼塊的執(zhí)行，也就不會被break打段。
'''
先手動創(chuàng)建user.txt文件文件，文件內(nèi)容如下：
egon:123
lili:456
jack:777
tom:666
'''
inp_username = input("please input your username>>:").strip()
inp_password = input("please input your password>>:").strip()
?
with open('user.txt', mode='rt', encoding='utf-8') as f:
 ? ?for line in f: ?# 遍歷文件對象，line取出的是文件中的每1行的內(nèi)容。(注意：取出的內(nèi)容都是str類型，且每一行的末尾都有換行符\n，直接打印print(line)看不到，所以下面使用print([line])放入列表中顯示)
 ? ? ? ?# print([line])
 ? ? ? ?# line.split()  # 注意：不能直接使用split(),因為文件每行內(nèi)容末尾(除了最后1行文件內(nèi)容沒有換行符)都有換行符\n，我們要像下面?一樣先使用strip()去除\n。
 ? ? ? ?res = line.strip() ?# 使用strip()默認不加參數(shù)，去除空白，需要注意的是 \n這個換行符也叫空白符，也可以去除。
 ? ? ? ?# print([res])
?
 ? ? ? ?# 使用split(':')切分字符串，轉(zhuǎn)換成列表。第一個值作為用戶賬號，第二個值作為用戶密碼。
 ? ? ? ?username, password = res.split(':')
 ? ? ? ?if username == inp_username and password == inp_password:
 ? ? ? ? ? ?print('登錄成功！')
 ? ? ? ? ? ?break
 ? ?else:
 ? ? ? ?print('登陸失??！賬號或密碼錯誤！')

w模式的使用：只寫模式

特點：只寫模式，當文件不存在時，會創(chuàng)建空文件。當文件存在時，會清空文件。文件指針位于開始位置。不可讀，只能寫。

強調(diào)：

1. 在文件不關閉的情況下,連續(xù)的寫入，后寫的內(nèi)容一定跟在前寫內(nèi)容的后面

2. 如果重新以w模式打開文件，則會清空文件內(nèi)容

# 1、引入
with open('d.txt', mode='wt', encoding='utf-8') as f:
 ? ?# f.read()  # 不可讀，只能寫。
 ? ?f.write('哈哈哈哈我擦嘞\n') ?# 注意：每一次運行，在w模式下，都會先清空原內(nèi)容。文件指針位于開始位置。(提示：這里的\n是位-------)
'''
d.txt文件中顯示結(jié)果：
哈哈哈哈我擦嘞
?
''' ? ?
 ? ?
# 1.1 強調(diào)1：w模式打開文件沒有關閉的情況下，連續(xù)的寫，新的內(nèi)存總是更在舊的之后。
with open('d.txt', mode='wt', encoding='utf-8') as f:
 ? ?f.write('我擦嘞1\n')
 ? ?f.write('我擦嘞2\n')
 ? ?f.write('我擦嘞3\n')
'''
d.txt文件中顯示結(jié)果：
我擦嘞1
我擦嘞2
我擦嘞3
?
'''
 ? ?
# 1.2 強調(diào)2：重新以w模式開打文件，則會先清空文件內(nèi)容。
with open('d.txt', mode='wt', encoding='utf-8') as f:
 ? ?f.write('我擦嘞1\n')
with open('d.txt', mode='wt', encoding='utf-8') as f:
 ? ?f.write('我擦嘞2\n') ? ?
with open('d.txt', mode='wt', encoding='utf-8') as f:
 ? ?f.write('我擦嘞3\n') 
# 以上內(nèi)容，d.txt文件中，只有：我擦嘞3\n
?
# 2、案例：w模式用來創(chuàng)建全新文件(應用：文件與文件的copy工具)
'''
# 2.1 下面的內(nèi)容屬于拓展內(nèi)容：(注意：如果該內(nèi)容沒有添加，必須保證輸入的源路徑存在，沒有存在，程序則會報錯。)
import os
?
source_file = input("源文件路徑>>:").strip()
destination_file = input("目標路徑>>:").strip()
?
# 先判斷源文件路徑在不在,不在幫助用戶在指定路徑下創(chuàng)建源文件及其內(nèi)容
if not os.path.isfile(source_file):
 ?  with open(r'{}'.format(source_file), mode='wt', encoding="utf-8") as f:
 ? ? ?  for i in range(4):
 ? ? ? ? ?  f.write('我擦嘞:%s\n' % i)
'''
?
# 2.2 實際內(nèi)容：
with open(r'{}'.format(source_file), mode='rt', encoding='utf-8') as f,\
 ? ? ? ?open(r'{}'.format(destination_file), mode='wt', encoding='utf-8') as f1:
 ? ?# 將讀出的源文件內(nèi)容，寫入用戶指定的目標件中
 ? ?# source_file_content = f.read()
 ? ?# f1.write(source_file_content)
?
 ? ?# 優(yōu)化：?上面2步我們發(fā)現(xiàn)使用的是f.read()，它是一下子把文件從硬盤讀入內(nèi)存，如果文件過大，會把內(nèi)存干懵逼！
 ? ?for line in f:
 ? ? ? ?f1.write(line) ? ? ? ?

a模式的使用：只追加寫模式

特點：只追加寫。在文件不存在時，會創(chuàng)建空文檔，文件指針只能在開頭，其實這里的開頭也是末尾。在文件存在時，文件指針會直接跳到文件內(nèi)容末尾。不能讀，只能追加寫。

總結(jié)：a模式與w模式區(qū)別以及a模式與w模式作用如下：

a模式與w模式區(qū)別：

• 相同之處：在文件打開不關閉的情況下，連續(xù)的寫入，新寫的內(nèi)容總會跟在之前寫的內(nèi)容之后。

• 不同之處：a模式重新開打文件，只要打開文件，它的指針就會跳到末尾。w模式重新打開文件，直接清空文件。

a模式與w模式作用：

• w模式用來創(chuàng)建新文件。(通常用來copy文件)

• a模式爭對老文件。(通常用來記錄日志文件，通常用與用戶注冊)文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-403133.html

# 1、引入
with open('e.txt', mode='at', encoding='utf-8') as f:
 ? ?f.write('我擦嘞1\n')
 ? ?f.write('我擦嘞2\n')
 ? ?f.write('我擦嘞3\n') ?
 ? 
# 2、a模式案例：實現(xiàn)用戶注冊功能(每來一個用戶，打開文件，把新用戶的信息追加寫到已存在的用戶賬戶末尾。)
"""
# 2.1 下面的內(nèi)容屬于拓展內(nèi)容：
import os
?
if not os.path.isfile('user.txt'):
 ?  with open(r'user.txt', mode='wt', encoding='utf-8') as f:
 ? ? ?  f.write('egon:123\nalex:alex3714\n')
?
register = False
while True:
 ?  username = input('請輸入注冊賬號>>:').strip()
 ?  password = input('請輸入注冊密碼>>:').strip()
 ?  confirm_password = input('請確認注冊密碼>>:').strip()
?
 ?  # 如果username，password，confirm_password有一個為空那么讓用戶重新注冊
 ?  if '' in [username, password, confirm_password]:
 ? ? ?  print('注冊賬號、注冊密碼、確認注冊密碼不能為空。')
 ? ? ?  continue
 ?  # 如果用戶2次密碼不一致，那么讓用戶重新注冊
 ?  if password != confirm_password:
 ? ? ?  print('用戶2次密碼不一致')
 ? ? ?  continue
 ? ? ?  # 如果用戶以及存在，那么讓用戶重新注冊
 ?  with open(r'user.txt', mode='rt', encoding='utf-8') as f:
 ? ? ?  for line in f:
 ? ? ? ? ?  if username == line.strip().split(':')[0]:
 ? ? ? ? ? ? ?  print('用戶已經(jīng)存在，重新注冊')
 ? ? ? ? ? ? ?  break
 ? ? ?  else:
 ? ? ? ? ?  register = True
 ? ? ? ? ?  print('正在為您注冊中'.center(50, '-'))
 ? ? ? ? ?  import time
 ? ? ? ? ?  time.sleep(2)
 ?  if not register:
 ? ? ?  continue
?
 ?  # 用戶注冊滿足條件，寫入文件,注冊該用戶
 ?  with open(r'user.txt', mode='at', encoding="utf-8") as f:
 ? ? ?  f.write('{}:{}\n'.format(username, password))
 ?  print('恭喜你！注冊成功！'.center(50, '-'))
 ?  break
"""
?
# 2.2 實際內(nèi)容：
username = input('your useranem>>:').strip()
password = input('your password>>:').strip()
with open(r'db.txt', mode='at', encoding='utf-8') as f:
 ? ?f.write(f'{username}:{password}\n')

+ 模式的使用(了解)：r+、w+、a+模式

# r+ w+ a+ :可讀可寫
#在平時工作中，我們只單純使用r/w/a，要么只讀，要么只寫，一般不用可讀可寫的模式

"""
注意：+不能單獨使用，必須配合r、w、a
"""
# 1、r+模式：以r基準，g.txt文件不存在，直接就報錯
'''
提前創(chuàng)建user.txt文件，寫入以下內(nèi)容:
111
222
333
444
5555
444
5555
?
中國
中國
中國
?
'''
with open('g.txt', mode='rt+', encoding='utf-8') as f:
 ? ?print(f.read()) ?
 ? ?f.write('中國\n') ?# 如果上面執(zhí)行了f.read()操作，文件指針默認就會移動到文件末尾，f.write('中國\n')操作就會把內(nèi)容寫入到文件末尾。(類似于a操作)如果上面沒有執(zhí)行f.read()操作，文件指針默認在開始位置，輸入的內(nèi)容多少，就會把g.txt中的原內(nèi)容覆蓋多少。
?
# 2、w+模式：以w基準
with open('h.txt', mode='w+t', encoding='utf-8') as f:
 ? ?f.write('111\n')
 ? ?f.write('222\n')
 ? ?f.write('333\n')
 ? ?# w模式打開文件，清空源文件，文件指針在起始位置。以上f.write操作會按照先后順序?qū)懭雋.tx文件。
 ? ?print('=======>', f.read()) 
 ? ?# ?上面使用f.read()操作，這個時候文件指針在末尾，并不能讀出任何內(nèi)容。
?
# 3、a+模式：以a基準 ? ?
with open('g.txt',mode='at+',encoding='utf-8') as f:
 ? ?# print('f.read()')  # a模式下，一打開文件，文件指針就在末尾。f.read()操作并不能讀出任何文件內(nèi)容。
 ? ?f.write('中國') ?# 更具上面得知文件指針就在末尾，f.write操作會把輸入的內(nèi)容追加到文件內(nèi)容的末尾去。