open函数and文件处理

一 介绍

计算机系统分为：计算机硬件，操作系统，应用程序三部分

我们用python或其他语言编写的应用程序若想要把数据永久保存下来，必须要保存于硬盘中，这就涉及到应用程序要操作硬件，应用程序是无法操作硬件的，这就用到了操作系统。操作系统把复杂的硬件操作封装成简单点接口给用户/应用程序使用，其中文件就是操作系统提供给应用程序来操作硬盘虚拟概念，用户或应用程序通过操作文件，可以将自己的数据永久保存下来

有了文件的概念，我们无需再去考虑操作硬盘的细节，只需要关注操作文件的流程

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

二 在python中

#1. 打开文件，得到文件句柄并赋值给一个变量
f=open('a.txt','r',encoding='utf-8') #默认打开模式就为r

#2. 通过句柄对文件进行操作
data=f.read()

#3. 关闭文件
f.close()

三 f=open('a.txt','r')的过程分析

#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

四 强调

打开一个文件包含两部分资源：操作系统级打开的文件+应用程序的变量。在操作完毕一个文件时，必须把与该文件的这两部分资源一个不落地回收，回收方法为：
1、f.close() #回收操作系统级打开的文件
2、del f #回收应用程序级的变量

其中del f一定要发生在f.close()之后，否则就会导致操作系统打开的文件还没有关闭，白白占用资源，
而python自动的垃圾回收机制决定了我们无需考虑del f，这就要求我们，在操作完毕文件后，一定要记住f.close()

虽然我这么说，但是很多同学还是会很不要脸地忘记f.close(),对于这些不长脑子的同学，我们推荐傻瓜式操作方式：使用with关键字来帮我们管理上下文
with open('a.txt','w') as f:
    pass

with open('a.txt','r') as read_f,open('b.txt','w') as write_f:
    data=read_f.read()
    write_f.write(data)

资源回收

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。
这就用到了上节课讲的字符编码的知识：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。

f=open('a.txt','r',encoding='utf-8')

字符编码

五 python2中的file和open

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。
这就用到了上节课讲的字符编码的知识：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。

f=open('a.txt','r',encoding='utf-8')

二 打开文件的模式

文件句柄 = open('文件路径', '模式')

open函数用于打开一个文件，创建一个file对象，相关的方法才可以调用它进行读写

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。文件必须存在，不存在则抛出异常
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。
r+    打开一个文件用于读写。文件指针将会放在文件的开头。
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。
w    打开一个文件只用于写入。如果该文件已存在则将其覆盖。如果该文件不存在，创建新文件。
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将其覆盖。如果该文件不存在，创建新文件。
w+    打开一个文件用于读写。如果该文件已存在则将其覆盖。如果该文件不存在，创建新文件。
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将其覆盖。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。
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。
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。
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。

x， 只写模式【不可读；不存在则创建，存在则报错】
x+ ，写读【可读，可写】
xb

对于非文本文件，我们只能使用b模式，'b'表示以字节的方式操作（而所有的文件也都是以字节形式存储的，使用这种模式无需考虑文本文件的字符编码、图片文件的jpg格式、视频文件的avi格式）
以b方式打开时，读取到的内容是字节类型，写入时也要提供字节类型，不能指定编码

在python3中使用默认的newline=None即可，换行符无论何种平台统一用\n即可

操作文件的方法

f=open('test.txt','rb+')

print(f.read(size))#size未指定则返回整个文件，光标移动到文件末尾，如果文件大小>2倍内存则有问题，f.read()读到文件尾时返回""空字串
文件打开方式为文本模式时，代表读取3个字符，文件打开方式为b模式时，代表读取3个字节,其余的文件内光标移动都是以字节为单位如seek，tell，truncate
print(f.readline())#返回一行内容，光标移动到第二行首部
print(f.readlines(size))#返回包含size行的列表，size未指定则返回全部行

for line in f:
    print(line)#通过迭代器访问

f.write('hello\n')#如果要写入字符串以外的数据，现将他转换为字符串，还要自己写换行符

文件内光标移动
print(f.tell())#返回一个整数，表示当前文件指针的位置（就是到文件头的比特数）
f.seek(偏移量，[起始位置])#用来移动文件指针
　　偏移量：单位：比特，可正可负
　　起始位置：0-文件头，默认值；1-当前位置；2-文件尾
　　其中1和2必须在b模式下进行，但无论是哪种模式，都是以bytes为单位移动的
　　
f.close()#关闭文件

了解
f.readable()#文件是否可读
f.writable()#文件是否可读
f.close()#文件是否关闭
f.encoding#如果文件打开模式为b,则没有该属性
f.flush()#立刻将文件内容从内存刷到硬盘
f.name