超详细的Python文件操作知识

2020-10-24 19:44 Python开发者

(给Python开发者加星标,提升Python技能

来源:南枝向暖北枝寒MA

https://blog.csdn.net/mall_lucy/article/details/104547365

【导语】: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。


--- 以下是正文 ---


本文分七个模块为大家详细介绍python中文件操纵相关知识,闲话少说,让我们开始!


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f1,fh,file_handler,f_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. 另外使用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. 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/Python37/python.exe


  2. 2.相对路径:是从当前文件所在的文件夹开始的路径。


  • 2.1 test.txt:是在当前文件夹查找 test.txt 文件。


  • 2.2 ./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。


  • 2.3 ../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。


  • 2.4 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。


3.路径书写的三种方法

        3.1:\\

  • file = open('C:\\Users\\Python基础\\xxx.txt')


  • 3.2: r'\'

  • file = open(r'C:\Users\Python基础\xxx.txt')


  • 3.3 :'/'(推荐)

  • file = open('C:/Users/Python基础/xxx.txt')

  • 常用文件的访问模式

  1. 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. 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

  1. 3.‘+’模式(就是增加了一个功能)

    r+b 读写【可读,可写】w+b 写读【可写,可读】a+b 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】
  2. 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('Python开发者')f1.close()
    #2. 先写后读(错误实例)f1 = open('其他模式', encoding='utf-8', mode='r+')f1.write('Python开发者')content = f1.read()print(content) # 最帅f1.close()

二、文件的读取和写入


1.读取


代码中用到的文件件操作的读.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\nf1.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()

2.写入


  • w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。


3.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,scorezhangsan,18,98lisi,20,99wangwu,17,90jerry,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StringIO和BytesIO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()
  • 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 syss_in = sys.stdinwhile 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 sysm = open('stdout.txt', 'w', encoding='utf8')sys.stdout = mprint('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:

helloyesgood

sys.stderr 错误输出,默认是控制台

import sysx = open('stderr.txt', 'w', encoding='utf8')sys.stderr = xprint(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 4, in <module>    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和二进制。


json:将Python里的数据(str/list/tuple/dict)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JSON和pickle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 jsonfile = 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)) # <class 'str'>
# 可以将字符串写入到文件里file.write(result)
file.close()
  1. 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)) # <class 'list'>
  1. 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模块实现序列化

  1. dumps方法将Python数据转换成为二进制

import picklenames = ['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()

  1. dump方法将Python数据转换成为二进制,同时保存到指定文件

import picklenames = ['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 picklefile1 = open('names.txt', 'rb')x = file1.read()y = pickle.loads(x)print(y)file1.close()
  1. 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 picklefile3 = 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,floatnumber
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 jsonclass 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JSONEncoderresult = 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。



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本文章转载自公众号:PythonCoder

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