python学习之【第十一篇】：Python中的文件操作

1.前言

在Python中，对文件的操作主要遵循以下流程：

1. 打开文件,得到文件句柄并赋值给一个变量
2. 通过文件句柄对文件进行操作
3. 关闭文件

2.打开文件

使用open函数，可以打开一个已经存在的文件，或者创建一个新文件。

语法：

open(文件名及路径，打开模式，编码方式)

如：

# 以只读模式，并以utf-8编码方式打开当前目录下的hello.txt文件,将文件句柄赋值给变量f
f = open('./hello.txt','r',encoding='utf-8')

打开文件的内部过程如下：

1. 由应用程序向操作系统发起系统调用open(...)
2. 操作系统打开该文件，并返回一个文件句柄给应用程序
3. 应用程序将文件句柄赋值给变量f

Python中的文件打开模式有以下几种：

模式	描述
r	以只读方式打开文件。文件的指针将会放在文件的开头。这是默认模式。
w	打开一个文件只用于写入。如果该文件已存在则打开文件，并从开头开始编辑，即原有内容会被删除。如果该文件不存在，创建新文件。
a	打开一个文件用于追加。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。也就是说，新的内容将会被写入到已有内容之后。如果该文件不存在，创建新文件进行写入。
rb	以二进制格式打开一个文件用于只读。文件指针将会放在文件的开头。这是默认模式。一般用于非文本文件如图片等。
wb	以二进制格式打开一个文件只用于写入。如果该文件已存在则打开文件，并从开头开始编辑，即原有内容会被删除。如果该文件不存在，创建新文件。一般用于非文本文件如图片等。
ab	以二进制格式打开一个文件用于追加。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。也就是说，新的内容将会被写入到已有内容之后。如果该文件不存在，创建新文件进行写入。
r+	打开一个文件用于读写。文件指针将会放在文件的开头。
w+	打开一个文件用于读写。如果该文件已存在则打开文件，并从开头开始编辑，即原有内容会被删除。如果该文件不存在，创建新文件。
a+	打开一个文件用于读写。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。文件打开时会是追加模式。如果该文件不存在，创建新文件用于读写。
rb+	以二进制格式打开一个文件用于读写。文件指针将会放在文件的开头。一般用于非文本文件如图片等。
wb+	以二进制格式打开一个文件用于读写。如果该文件已存在则打开文件，并从开头开始编辑，即原有内容会被删除。如果该文件不存在，创建新文件。一般用于非文本文件如图片等。
ab+	以二进制格式打开一个文件用于追加。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。如果该文件不存在，创建新文件用于读写。

3.关闭文件

打开一个文件操作结束后切记关闭文件。

# 关闭文件
f.close()

4.读文件

4.1 read(num)

使用read(num)可以从文件中读取数据，num表示要从文件中读取的字符数，如果没有传入num，那么就表示读取文件中所有的数据。

注意：每读取一点数据，光标就会移动到被读取数据的末尾，当下一次读取时，会从上一次读取的末尾继续读取。当不传入num读取文件中所有的数据时，光标会移动到文件的末尾。

例如有hello.txt文件，其内容为：

Hello World

使用read()读取：

f = open('hello.txt', 'r', encoding='utf-8')
print(f.read(1))    # 输出 H
print(f.read(1))    # 输出 e
print(f.read(1))    # 输出 l
print(f.read())     # 输出 lo World
print(f.read(1))    # 此时光标已经移动到文件末尾，所以这次读取内容为空
f.close()

4.2 readline()

readline()读取是以行为单位读取，一次读取一行内容，光标会移动到第二行首部。

例如有hello.txt文件，其内容为：

Hello World1
Hello World2
Hello World3
Hello World4

使用readline()读取：

f = open('hello.txt', 'r', encoding='utf-8')
# 使用readline()读取
print(f.readline())    # 输出 Hello World1
print(f.readline())    # 输出 Hello World2
f.close()

4.3 readlines()

readlines()可以按照行的方式把整个文件中的内容进行一次性读取，并且返回的是一个列表，其中每一行的数据为一个元素。

例如有hello.txt文件，其内容为：

Hello World1
Hello World2
Hello World3
Hello World4

使用readline()读取：

f = open('hello.txt', 'r', encoding='utf-8')
# 使用readlines()读取
print(f.readlines())    # 输出['Hello World1\n', 'Hello World2\n', 'Hello World3\n', 'Hello World4\n']
f.close()

5.写文件

当向文件内写入内容时，open()函数的文件访问模式必须为w写入模式，如果写入的文件不存在，则系统会自动创建该文件并写入；如果写入的文件已经存在并且文件内有内容，则新写入的内容会覆盖原有内容。

5.1 write()

write（)方法用于向文件中写入指定字符串。

使用write()方法向hello.txt文件中写入数据：

f = open('hello.txt', 'w', encoding='utf-8')
# 使用write()写入
f.write('你好，世界')
f.close()

5.2 writelines()

writelines（)`方法用于向文件中以行为单位批量写入，方法中传入列表作为参数，列表的每个元素为要写入的一行数据。

f = open('hello.txt', 'w', encoding='utf-8')
# 使用writelines()写入
f.writelines(['你好，世界1\n', '你好，世界2\n'])
f.close()

5.3 追加写入

上面使用w模式写入文件时，如果源文件内已有内容，则会覆盖原有内容，如果在写入新数据时不想覆盖原有内容并且在原有内容后面追加，则需要以a追加模式打开文件。

hello.txt原有内容为：

Hello World1
Hello World2
Hello World3
Hello World4

以追加模式向其写入新内容：

# 文件追加写入
f = open('hello.txt', 'a', encoding='utf-8')
f.writelines(['你好，世界1\n', '你好，世界2\n'])
f.close()

写入后hello.txt内容为：

Hello World1
Hello World2
Hello World3
Hello World4
你好，世界1
你好，世界2

6.b模式操作文件

b模式，即以二进制方式读写文件。我们知道，不是所有的文件都可以以文本方式读写，例如图片，视频等文件就必须以二进制的方式来处理。

这里，我们可以模拟一下图片复制的过程：

1.以二进制方式读取源图片文件；

2.创建一个跟源文件格式相同的目标文件；

3.将读取的源图片文件数据再以二进制方式写入新创建的目标文件中；

代码如下：

# 以二进制读取rb方式打开源图片文件
src_f = open('1.png', 'rb')
# 读出源图片文件数据，存储为img_data
img_data = src_f.read()
# 关闭源图片文件
src_f.close()

# 以二进制写入wb方式打开目标图片文件
dst_f = open('2.png', 'wb')
# 将读取的源图片文件数据写入目标文件
dst_f.write(img_data)
# 关闭目标文件
dst_f.close()

7.with操作符

打开一个文件切记操作完毕后手动关闭文件，有时候为了快速并且防止忘记关闭文件我们常常采用with操作符来打开处理文件，用with操作符处理文件，处理完毕后不需要我们手动关闭 文件，系统会帮我们自动关闭文件。

语法：

with open(...) as f:
    '具体操作'

注意

f=open(...)是由操作系统打开文件，那么如果我们没有为open指定编码，那么打开文件的默认编码很明显是操作系统说了算了，操作系统会用自己的默认编码去打开文件，在windows下是gbk，在linux下是utf-8。若要保证不乱码，文件以什么方式存的，就要以什么方式打开。