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[Python知识库]python文件操作（io技术）10-24

文件操作（IO操作）

一个完整的程序一般都包括数据的存储和读取；我们在前面写的程序数据都没有进行实际的存储，因此 python 解释器执行完数据就消失了。

实际开发中，我们经常需要从外部存储介质（硬盘、光盘、U 盘等）读取数据，或者将程序产生的数据存储到文件中，实现“持久化”保存。

文本文件和二进制文件

按文件中数据组织形式，我们把文件分为文本文件和二进制文件两大类。

文本文件
文本文件存储的是普通“字符”文本，python 默认为 unicode 字符集（两个字节表示一个字符，最多可以表示：65536 个），可以使用记事本程序打开。但是，像 word 软件编辑的文档不是文本文件。
二进制文件
二进制文件把数据内容用“字节”进行存储，无法用记事本打开。必须使用专用的软件解码。常见的有：MP4 视频文件、MP3 音频文件、JPG 图片、doc 文档等等。

文件操作相关模块概述

在这里插入图片描述

创建文件对象open()

open()函数用于创建文件对象，基本语法格式如下：

open(文件名[,打开方式])

如果只是文件名，代表在当前目录下的文件。文件名可以录入全路径，比如：D:\a\b.txt。

为了减少“\”的输入，可以使用原始字符串：r“d:\b.txt”。
示例： f = open(r"d:\b.txt",“r”)
在这里插入图片描述
文本文件对象和二进制文件对象的创建：如果我们没有增加模式“b”，则默认创建的是文本文件对象，处理的基本单元是“字符”。如果是二进制模式“b”，则创建的是二进制文件对象，处理的基本单元是“字节”。

文本文件的写入

基本的文件写入操作

文本文件的写入一般就是三个步骤：

创建文件对象
写入数据
关闭文件对象(关闭操作系统以及解释器占用资源)

常用编码介绍

编码间关系图

在这里插入图片描述
ASCII 码用 7 位表示，只能表示 128 个字符。只定义了 27=128 个字符，用 7bit 即可完全编码，而一字节 8bit 的容量是 256，所以一字节 ASCII 的编码最高位总是 0。

ISO-8859-1 又称 Latin-1，是一个 8 位单字节字符集，它把 ASCII 的最高位也利用起来，并兼容了 ASCII，新增的空间是 128。在 ASCII 编码之上又增加了西欧语言、希腊语、泰语、阿拉伯语、希伯来语对应的文字符号，它是向下兼容 ASCII 编码

GB2312 全称为信息交换用汉字编码字符集。GB2312 主要收录了 6763 个汉字、682 个符号。 GB2312覆盖了汉字的大部分使用率，但不能处理像古汉语等特殊的罕用字，所以后来出现了像 GBK、GB18030 这种编码。 GB2312 完全兼容 ISO8859-1。

Unicode 编码设计成了固定两个字节，所有的字符都用 16 位(2^16=65536) 表示，包括之前只占 8 位的英文字符等，所以会造成空间的浪费。

对于英文字母，unicode 也需要两个字节来表示。所以 unicode 不便于传输和存储。因此而产生了 UTF 编码，UTF-8 编码兼容 iso8859-1 编码，同时也可以用来表示所有语言的字符，不过，UTF 编码是不定长编码，每一个字符的长度从 1-4 个字节不等。其中，英文字母都是用一个字节表示，而汉字使用三个字节。

【tips】一般项目都会使用 UTF-8。unicode 中虽然汉字是两个字节， UTF-8 中汉字是 3 个字节。但是互联网中一个网页也包含了大量的英文字母，这些英文字母只占用 1 个字节，整体占用空间，UTF-8 仍然优于 Unicode。

中文乱码问题

windows 操作系统默认的编码是 GBK，Linux 操作系统默认的编码是 UTF-8。当我们用 open()时，调用的是操作系统打开的文件，默认的编码是 GBK。

我们在文件编辑区单击右键，选择 FileEncoding，选择 GBK 即可
在这里插入图片描述

或者通过指定文件编码解决中文乱码问题
如

f = open(r"b.txt","w",encoding="utf-8")
f.write("尚学堂\n 百战程序员\n") 
f.close()

write()/writelines()写入数据

write(a)：把字符串 a 写入到文件中
writelines(b)：把字符串列表写入文件中，不添加换行符

close()关闭文件流

由于文件底层是由操作系统控制，所以我们打开的文件对象必须显式调用 close()方法关闭文件对象。当调用 close()方法时，首先会把缓冲区数据写入文件(也可以直接调用 flush() 方法)，再关闭文件，释放文件对象。

为了确保打开的文件对象正常关闭，一般结合异常机制的 finally 或者 with 关键字实现无论何种情况都能关闭打开的文件对象。

with 语句(上下文管理器)

with 关键字（上下文管理器）可以自动管理上下文资源，不论什么原因跳出 with 块，都能确保文件正确的关闭，并且可以在代码块执行完毕后自动还原进入该代码块时的现场。

文本文件的读取

文件的读取一般使用如下三个方法：

read([size])
从文件中读取 size 个字符，并作为结果返回。如果没有 size 参数，则读取整个文件。读取到文件末尾，会返回空字符串。
readline()
读取一行内容作为结果返回。读取到文件末尾，会返回空字符串。
readlines()
文本文件中，每一行作为一个字符串存入列表中，返回该列表

#a = ["wogoo\n","sfsa\n","asfgs\n"]
#b = enumerate (a)
#print(a)
#print(list(b))

with open("e","r",encoding= "utf-8")as f:
    print("文件名：{0}",format(f.name) )
    print(f.tell())
    print("读取的内容：{0}".format(str(f.readline())))
    print(f.tell())
    f.seek(3)

    print("读取的内容：{0}".format(str(f.readline())))

二进制文件的读取和写入

二进制文件的处理流程和文本文件流程一致。首先还是要创建文件对象，不过，我们需要指定二进制模式，从而创建出二进制文件对象。例如：

f = open(r"d:\a.txt", ‘wb’) #可写的、重写模式的二进制文件对象
f = open(r"d:\a.txt", ‘ab’) #可写的、追加模式的二进制文件对象
f = open(r"d:\a.txt", ‘rb’) #可读的二进制文件对象

创建好二进制文件对象后，仍然可以使用 write()、read()实现文件的读写操作。

文件对象的常用属性和方法

在这里插入图片描述

文件任意位置操作

seek()移动文件指针

使用 pickle 序列化

序列化指的是：将对象转化成“串行化”数据形式，存储到硬盘或通过网络传输到其他地方。反序列化是指相反的过程，将读取到的“串行化数据”转化成对象。

序列化我们使用：
pickle.dump(obj, file) obj 就是要被序列化的对象，file 指的是存储的文件
pickle.load(file) 从 file 读取数据，反序列化成对象

import pickle
a1 = "高琪"
a2 = 234
a3 = [10,20,30,40]

with open("date.dat","wb") as f:
    pickle.dump(a1,f)
    pickle.dump(a2,f)
    pickle.dump(a3,f)

with open("date.dat","rb") as f:
    b1 = pickle.load(f);b2 = pickle.load(f);b3 = pickle.load(f)
    print(b1);print(b2);print(b3)

    print(id(a1));print(id(b1))


```python
高琪
234
[10, 20, 30, 40]
1588973674192
1588975321328

CSV 文件的操作

with open("ak.csv","r") as f:
    a_csv = csv.reader(f)
 #   print(list(a_csv))
    for row in a_csv:
        print(row)

with open ("ee.csv","w") as f:
    b_csv = csv.writer(f)
    b_csv .writerows(["ID","姓名","年龄"])
    b_csv .writerows(["1001","搞奇奇","18"])

    c = [["1002","嘻嘻"],["1003","dsff","sg"]]
    b_csv.writerows(c)

os 和 os.path 模块

os 模块可以帮助我们直接对操作系统进行操作。我们可以直接调用操作系统的可执行文件、命令，直接操作文件、目录等等。在系统运维的核心基础。
在这里插入图片描述

#获取文件和文件夹相关信息

print(os.name) #windows-> nt linux和unix->posix
print(os.sep) #windows-> linux和unix->/
print(repr(os.linesep)) #windows->\r\n linux-->\n\

print(os.stat("python01.py "))
#关于工作目录
#print(os.getcwd() )
#os.chdir("d:") #改变当前工作目录
#os.mkdir("书籍")
#创建目录、多级目录、删除
#os.mkdir("书籍")
#os.rmdir("书籍") #相对路径都是相对于当前的工作目录
#os.makedirs("电影/港台/周星驰")
#os.removedirs("电影/港台/周星驰") #只能删除空目录
#os.makedirs("../音乐/香港/刘德华")  #../指上一级目录
#os.rename("电影","movie") #重命名
os.listdir ("movie")
print(dirs)

os.path 模块

在这里插入图片描述

import os
import os.path

print(os.path.isabs("d:/bb.txt"))
print(os.path.isdir("d:/bb.txt"))
print(os.path.isfile("d:/bb.txt"))
print(os.path.exists("d:/bb.txt"))

print(os.path.getsize("bb.txt") )
print(os.path.abspath("bb.txt")  )
print(os.path.dirname("bb.txt")  )

print(os.path .getatime("bb.txt ") )
print(os.path.getctime("bb.txt") )
print(os.path.getmtime("bb.txt") )

path = os.path.abspath("bb.txt .")
print(os.path.split(path))
print(os.path.splitext(path))

print(os.path.join("aa","bb","cc"))

import os
path  = os.getcwd ()
file_list = os.listdir(path)
for filename in file_list :
    if filename.endswith("py"):
        print(filename,end="\t ")

print("######")
file_list2 = [filename  for filename in os.listdir(path)if filename.endswith("py")]
for f in file_list2 :
    print(f,end="\t")

exiftool.py	 hough变换1.py	 No1.py	 NO2.py	 no3.py	 python01.py	 RGB.py	 RGB2.py	 rgb通道分离.py	 sdk-cs.py	 suyi.py	 test.py	 yanse.py	 二值图黑白像素比例.py	 伪彩色.py	 图像拼接.py	 均值方差.py	 大仓分割.py	 实际演练图像识别目标区域提取.py	 植物背景分割.py	 灰度值.py	 色块提取.py	 超红特征提取.py	 超绿特征提取.py	 面积轮廓.py	 高通滤波.py	 ######
exiftool.py	hough变换1.py	No1.py	NO2.py	no3.py	python01.py	RGB.py	RGB2.py	rgb通道分离.py	sdk-cs.py	suyi.py	test.py	yanse.py	二值图黑白像素比例.py	伪彩色.py	图像拼接.py	均值方差.py	大仓分割.py	实际演练图像识别目标区域提取.py	植物背景分割.py	灰度值.py	色块提取.py	超红特征提取.py	超绿特征提取.py	面积轮廓.py	高通滤波.py

walk()递归遍历所有文件和目录

dirpath：要列出指定目录的路径
dirnames：目录下的所有文件夹
filenames：目录下的所有文件

#测试os.walk()地柜遍历的所有子目录

import os

all_files = []
path = os.getcwd()
list_files = os.walk(path)

for dirpath,dirnames,filenames in list_files :
    for dir in dirnames :
        all_files .append(os.path.join(dirpath,dir))
    for file in filenames :
        all_files.append(os.path.join(dirpath,file))

for file in all_files :
	print(file)

D:\tuxiangchuli\备用\00037.jpg
D:\tuxiangchuli\备用\00038.jpg
D:\tuxiangchuli\备用\00039.jpg
D:\tuxiangchuli\备用\00040.jpg
D:\tuxiangchuli\备用\00041.jpg

shutil 模块(拷贝和压缩)

shutil 模块是 python 标准库中提供的，主要用来做文件和文件夹的拷贝、移动、删除等；还可以做文件和文件夹的压缩、解压缩操作。

【拷贝操作】

import shutil

shutil.copyfile("1.txt","1_copy.txt")

shutil.copytree("movie/港台","电影")
shutil.copytree("movie/港台","电影",ignore=shutil.ignore_patterns("*.txt","*.html") )

import shutil
import zipfile

#shutile.make_archive("电影/gg","zip","movie/港台")
z1 = zipfile.ZipFile("a.zip","w")
z1.write("1.txt")
z1.close()

z2 = zipfile.ZipFile ("d:/a.zip","r")
z2.extractall("电影")
z2.close()

【压缩操作】

import os
allfiles =[]
def getAllFiles(path,level):
    childFiles = os.listdir (path)
    for file in childFiles :
        filepath = os.path .join(path,file)
        if os.path.isdir(filepath ):
            getAllFiles(filepath,level +1)
        allfiles.append("\t"*level+filepath )

getAllFiles("学习",0)

for f in reversed(allfiles ):
    print (f)