Python学习笔记｜Python文件操作

AI摘要：本文介绍了Python中文件操作的相关概念和基本操作。首先介绍了文件路径的表示方法，包括绝对路径和相对路径的示例。然后介绍了文件编码的概念，以及Python中对文本文件的存取方式。接着介绍了文件夹与目录操作，包括使用os.path模块获取工作目录、获取目录中的文件、创建目录和删除目录等操作。最后介绍了文件的重命名与删除操作，以及文件的打开与关闭、读取与写入、按行读写等操作。

一、文件相关概念

（一）文件路径

# 绝对路径示例
"D:\\lecture\\ex\\file.txt"
"D/lecture/ex/file.txt"

# 相对路径示例
# 假设`file.txt保存在D盘的lecture目录的ex子目录下，源程序保存在D盘的lecture目录下，那么包含相对路径的文件名应该保存为：
"ex\\file.txt"
"ex/file.txt"

# Windows系统中建立路径的特殊符号
# ".\" :当前目录
# "..\"：上一级目录

（二）文件编码

在Python 3.x版本中：文件默认编码是UTF-8；字符串使用的是Unicode编码；文本文件使用Unicode编码。
在Python语言中，对文本文件的存取以字符为单位，输入/输出的字符流开始和结束由程序控制。每个文件的结尾处通常由一个结束标志EOF。

二、文件夹与目录操作

（一）os.path模块

模块功能介绍：https://www.runoob.com/python/python-os-path.html

# 获取和改变当前目录
import os
print("当前的工作目录：", os.getcwd())
os.chdir('../')
print("改变后的工作目录：", os.getcwd())

当前的工作目录： D:\pythonProject\09 IO编程
改变后的工作目录： D:\pythonProject

import os
print(os.path.dirname("D:\pythonProject\09 IO编程")) #返回path目录
print(os.path.basename("D:\pythonProject\09 IO编程")) #返回path的最后文件名
print(os.path.exists('D://pythonProject/09 IO编程')) #判断文件路径是否存在

D:\
pythonProject9 IO编程
True

（二）目录与文件操作

获得目录中的文件：os.listdir(patn)

os.listdir('D:\音乐')

['AlbumArtSmall.jpg',
 'Folder.jpg',
 'Home Free - Auld Lang Syne_英文（en）-auto.srt',
 'Joel P West - Summer Storm.lrc',
 'Joel P West - Summer Storm.mp3',
 'videoplayback.mp4',
 '周杰伦 - 听妈妈的话.flac',
 '杨坤、郭采洁 - 答案.mp3',
 '清明上河图.mp3',
 '王力宏 - 需要人陪.mp3',
 '纯音乐 - Love home.mp3',
 '金玟岐-岁月神偷.mp3']

创建目录：os.mkdir(path)

os.mkdir("D://pythonProject//09 IO编程//test")

删除目录：os.rmdir(path)

os.rmdir("D://pythonProject//09 IO编程//test")

（三）文件的重命名与删除

文件重命名：os.rename(src, dst) src：要修改的文件名；dst：修改后的目录名

import os, sys

# 列出目录
print("目录为：%s" % os.listdir(os.getcwd()))

#重命名
os.rename("test", "test1")
print("重命名成功。")

# 列出重命名后的目录
print("重命名后的目录为：%s" %  os.listdir(os.getcwd()))

目录为：['.idea', '.ipynb_checkpoints', '01 Python基础', '02 函数', '03 高级特性', '04 函数式编程', '05 模块', '06 面向对象编程', '07 面向对象的高级编程', '08 爬虫', '09 IO编程', 'draft.py', 'test']
重命名成功。
重命名后的目录为：['.idea', '.ipynb_checkpoints', '01 Python基础', '02 函数', '03 高级特性', '04 函数式编程', '05 模块', '06 面向对象编程', '07 面向对象的高级编程', '08 爬虫', '09 IO编程', 'draft.py', 'test1']

删除文件：os.remove(path)

import os, sys

# 列出目录
print("目录为：%s" % os.listdir(os.getcwd()))

#移除
os.remove("test1.txt")

#移除后的目录
print("移除后的目录为：%s" % os.listdir(os.getcwd()))

目录为：['.idea', '.ipynb_checkpoints', '01 Python基础', '02 函数', '03 高级特性', '04 函数式编程', '05 模块', '06 面向对象编程', '07 面向对象的高级编程', '08 爬虫', '09 IO编程', 'draft.py', 'test1', 'test1.txt']
移除后的目录为：['.idea', '.ipynb_checkpoints', '01 Python基础', '02 函数', '03 高级特性', '04 函数式编程', '05 模块', '06 面向对象编程', '07 面向对象的高级编程', '08 爬虫', '09 IO编程', 'draft.py', 'test1']

三、文件的基本操作

（一）文件打开与关闭

https://www.runoob.com/python/python-files-io.html

1. 文件打开与新建

通过内置的open()函数实现文件打开，基本语法格式为：

file = open(filename[,mode[,buffering]])

参数说明：

file：被创建的文件对象
filename：要创建或打开的文件名称，需使用引号括起来
mode：可选参数，用于指定文件的打开模式；
buffering：可选参数，制定读写文件的缓冲模式。0表示不缓存，1表示缓存，大于1则表示缓冲区大小。默认缓存模式。

open()方法的应用场景有如下三种：

打开与新建文件

open()函数打开一个不存在的文件会抛出异常，指定mode参数值为w、w+、a、a+时，当文件不存在可以创建新的文件。

f = open("D://pythonProject//draft.py",'w')

以二进制形式打开文件

可以打开非文本文件，如图片、音频、视频等文件。

f = open("D://pythonProject//picture.jpg","rb")

打开文件时制定编码方式

f = open("D://pythonProject//picture.jpg","r", encoding = 'utf-8')

2. 文件关闭

文件关闭的语法格式：file.close()

文件打开后要及时关闭，原因在于：

资源管理：打开文件会占用系统资源，包括内存和文件描述符等。如果不及时关闭文件，会导致资源泄露，最终可能导致程序崩溃或运行缓慢。
数据完整性：在将数据写入文件时，如果没有及时关闭文件，可能会导致数据丢失或不完整。文件在关闭之前可能仍然处于缓冲状态，数据可能还没有完全写入磁盘。3.

文件锁定：在某些操作系统中，打开文件时会将其锁定，防止其他程序对其进行修改。如果不及时关闭文件，会导致其他程序无法访问或修改该文4. 件。

代码可读性和维护性：显式地关闭文件可以使代码更加清晰和易于理解。关闭文件可以明确地表示文件的使用范围，并帮助避免可能的错误和混乱。

# 不同模式下文件的打开与关闭操作

#r:如果文件不存在，报错；不支持写入操作，只读
f = open('data.txt','r')
# f = open('test.txt','r') # [Errno 2] No such file or directory: 'test.txt'
# f.write('aa') # UnsupportedOperation: not writable

#w：只写，如果文件不存在，新建文件；执行写入，会覆盖原有内容
f = open('data.txt','w')
f.write('Our wills unite like a fortress')
f.close

#a：追加，如果文件不存在，新建文件；在原有内容的基础上，追加新内容
f = open('data.txt','a')
f.write('Public clamor can melt metals')
f.close

#访问模式参数可以省略，默认为r
f = open("data.txt")
f.close

（二）文件读取与写入

open()函数打开文件后，会返回一个TextIOWrapper对象，然后可以调用该对象中的方法对文件进行操作。该对象有4个常用方法：

write(string)方法：将字符串写入文件，并返回写入的字符数。write语句不会自动换行，如需换行要使用换行符'\n'。
read(size)方法：read（）方法从一个打开的文件中读取一个字符串。需要重点注意的是，Python字符串可以是二进制数据，而不是仅仅是文字。语法

语法：fileObject.read([size])

f = open('data.txt','r')
print(f.read(30))

Our wills unite like a fortres

close()方法：File 对象的 close（）方法刷新缓冲区里任何还没写入的信息，并关闭该文件，这之后便不能再进行写入。

语法：fileObject.close()

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
 
# 打开一个文件
f = open("data.txt", "w")
print ("文件名: ", f.name)
 
# 关闭打开的文件
f.close()

文件名:  data.txt

seek（offset [,from]）方法：Offset变量表示要移动的字节数（正数向右，负数向左）。From变量指定开始移动字节的参考位置。

如果from被设为0，将从文件的开头作为移动字节的参考位置。如果设为1，则使用当前的位置作为参考位置。如果它被设为2，那么该文件的末尾将作为参考位置。

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
 
# 打开一个文件
f = open("data.txt", "r+")
str = f.read(30)
print ("读取的字符串是 : ", str)
 
# 查找当前位置
position = f.tell()
print ("当前文件位置 : ", position)
 
# 把指针再次重新定位到文件开头
position = f.seek(0, 0)
str = f.read(10)
print ("重新读取字符串 : ", str)
# 关闭打开的文件
f.close()

读取的字符串是 :  Our wills unite like a fortres
当前文件位置 :  30
重新读取字符串 :  Our wills

f = open('test.txt','w')
f.write('The best way to learn Englihs is using it.')
f.close()

f = open('test.txt','a')
f.write('\nThe best way to learn Englihs is to use it.')
f.close()

（二）按行对文件进行读写

writelines()方法

指定一个字符串类型的列表，然后将每行文本作为单独的元素写入列表。

fo = open("text.txt","w")
print("读写的文件名是：", fo.name)
seq = ["Hello,\n","Life is short,\n","I want to learn Python\n"]
line = fo.writelines(seq)
fo.close()

读写的文件名是： text.txt

readline()方法

该方法返回一个字符串，遇到结束符即停止，读取的内容包含结束符。

f = open("text.txt")
while True:
    lines = f.readline()
    if lines =='':
        break
    else:
        print(lines)
f.close()

Hello,

Life is short,

I want to learn Python

readlines()方法

从文件指针当前的位置读取后面的所有数据，并将这些数据按照行结束符分隔后，放到列表中返回。

f = open("text.txt")
data = f.readlines()
print(data)
f.close()

['Hello,\n', 'Life is short,\n', 'I want to learn Python\n']

总结：

read([size])：从文件当前位置读取size个字节，若无参数，则表示读取至文件结束。
readline():该方法每次读取一行内容。
readlines()：读取整个文件所有行，并保存在一个列表变量中。