文件操作

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，众所周知，应用程序是无法直接操作硬件的，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的接口给用户/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。
文件路径：
相对路径：Linux和os x中用/，Windows中用，该位置相对于当前程序所在目录
绝对路径：同上，读取系统任何地方文件，由于在Python中是转义符建议路径前加上r
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

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()  #操作过程存储在内存与缓存中，在程序结束或者close之后写入磁盘

上下文与回收
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
注意：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()。如果程序存在bug，导致close()未执行，文件不会关闭。

whit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)

注意：当with代码块执行完毕时，内部会自动关闭并释放文件资源。open()返回的文件对象只在with内可用，如果要在外部访问需将with内创建列表，再从外部使用
文件编码

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，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。

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

二 文件操作

操作文件时，一般需要经历如下步骤：
1、打开文件
文件句柄 = file('文件路径', '模式')
注：python中打开文件有两种方式，即：open(...) 和 file(...) ，本质上前者在内部会调用后者来进行文件操作，推荐使用 open。

打开文件的模式有：

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；存在则清空原内容写入新内容】
• a :追加写模式【不可读；不存在则创建；存在则在光标位置追加内容】

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(无需考虑文本、图片、视频的格式):

• rb :只读模式
• wb :修改并读取
• ab :追加字节

注意：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

其他模式

• "+" :表示可以同时读写某个文件
• r+ :读写【可读，可写】#追加写，文件光标位置处，默认在开始位置
• w+ :写读【可读，可写】#清除覆盖原有内容，默认光标位置在开始，用seek读
• a+ :写读【可读，可写】#不清空在最后位置追加，用seek读。
• 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】

• "U" :表示在读取时,将 r n rn自动转换成 n (与r或r+模式同使用)

     rU     r+U

操作文件方法

import sys #系统函数

print(f.tell()) #返回光标位置

f.read() #从光标初读取所有内容,并移动到末尾返回空字符串即空行

f.read(3) #文本模式读三个字符，b模式读取3个字节

f.readline() #读取一行内容,光标移动到第二行首部

f.readlines() #读取所有行内容,存放于列表中，在循环迭代时获取

f.xreadlines() #可用于逐行读取文件，非全部

f.readinto() #读取到缓冲区，不要用，将被遗弃

f.seek(0) #指定文件中指针位置，0代表开始位置，不同于read。

f.seek(3,2) #从第三个字节开始打印，seek应用，如断点续传

f.tell() #获取当前指针位置

f.truncate() #截断文件，保留指定之前的数据。
注意：文件的打开方式必须可写，不能用w或w+等方式打开，因为那样直接清空文件了，所以truncate要在r+或a或a+等模式下测试效果.

f.write(“xx”) #文本模式写入缓存，b模式需要加.encode('utf-8')

f.flush() #立刻从内存刷到磁盘中及屏幕上

f.time.sleep(100)#100秒后写入磁盘

f.close() #写入磁盘或程序结束后写入磁盘

f.stdout.write(“xx”) #向屏幕输出内容，代表文件写、输出，先进了缓存

f.write('1111n222n') #针对文本模式的写,需要自己写换行符

f.write('1111n222n'.encode('utf-8')) #针对b模式的写,需要自己写换行符

f.writelines(['333n','444n']) #文件模式，字符串写入文件

f.writelines([bytes('333n',encoding='utf8'),'444n'.encode('utf-8')]) #b模式

f.readable() #文件是否可读

f.writable() #文件是否可写

f.close() #关闭文件

f.closed #文件是否关闭

f.encoding #如果文件打开模式为b,否则没有该属性

f.fileno() #文件描述符

f.isatty() #判断文件是否是同意tty设备

f.next() #获取下一行数据，不存在时报错

练习：

打印一首诗
f 读取一行，执行完后被回收，优化内存

利用b模式，编写一个cp工具，要求如下：

　　1. 既可以拷贝文本又可以拷贝视频，图片等文件
　　2. 用户一旦参数错误，打印命令的正确使用方法，如usage:cp source_file target_file

请输入代码