Python之文件操作 | 漂亮的脚本

Python

发布日期: 2022-10-06

文件操作基本介绍

python 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。

控制文件读写内容的模式：t和b （t和b不能单独使用，必须跟r/w/a连用）
- t 文本 (默认的模式)
  - 读写都以str(unicode)为单位的
  - 文本文件
  - 必须指定encoding=’utf-8’ 一种编码格式进行编码
- b 二进制/bytes binary模式
  - 读写都是以bytes为单位
  - 可以针对所有文件
  - 一定不能指定字符编码encoding参数
控制文件读写操作的模式
- r 只读模式
- w 只写模式
- 只追加写模式
- +：r+、w+、a+

模式	r	r+	w	w+	a	a+
读	+	+		+		+
写		+	+	+	+	+
创建			+	+	+	+
清除数据			+	+
指针在开始	+	+	+	+
指针在结尾					+	+

总结：

在操作纯文本文件方面t模式帮我们省去了编码与解码的环节，b模式则需要手动编码与解码
针对非文本文件(图片、视频、音频等)只能使用b模式

文件操作的流程

打开文件
操作文件读/写
关闭文件

f = open('test.txt')
res = f.read()
print(res)
f.close()

只指定了文件，其他均按参数的默认值。即mode=’rt’

read()是指读取文本的全部内容

关闭文件，回收资源

with上下文管理

with open()不仅可以处理单个文件，还可以同时处理多个文件，并且在程序执行完成后，自动关闭open的文件

with open('test.txt',mode='rt') as f:
    res = f.read()
    print(res)

with open('test.txt',mode='rt') as f1,open('test.ini',mode='rt') as f2:
    res1 = f1.read()
    res2 = f2.read()
    print(res1)
    print(res2)

指定字符编码

with open('test.txt',mode='rt') as f:
    res = f.read() # t模式，会将f.read()读出的内容解码成unicode
    print(res)

a. test.txt存在硬盘是utf-8格式的二进制

b. read() 执行时，是将test.txt的内容以utf-8格式二进制读入内存。上面的介绍中提到t模式无论读写都是以str(unicode)进行的。所以read()同时将utf-8格式的二进制解码为unicode

c. 这里open()没有指定encoding参数，操作系统会使用系统默认的编码

linux系统和mac系统，系统默认的编码是utf-8

windows系统，系统默认的编码是gbk

with open('test.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f1:
    res1 = f1.read()
    print(res1)

执行结果：

达摩是为降伏邪恶而生的。曾经有人这样预言。
他是王者之子，生在一棵优美的菩提树下，从小由德高望重的大师教导经书和拳法，那时他日日刻苦修行，救助身边不幸的人们，并对自己的使命坚信不疑。

另，可以通过chardet.detect()函数查看当前操作文件的编码格式

chardet.detect(res)

文件操作模式

r模式

r是默认的操作模式，只读模式。当操作的文件不存在时，会报错。当文件存在是文件指针跳到开始位置。

with open('test.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f1:
    print('第一次读'.center(50,'*'))
    res1 = f1.read()
    print(res1)

    print('第二次读'.center(50, '*'))
    res2 = f1.read()
    print(res2)

执行结果：

***********************第一次读***********************
达摩是为降伏邪恶而生的。曾经有人这样预言。
他是王者之子，生在一棵优美的菩提树下，从小由德高望重的大师教导经书和拳法，那时他日日刻苦修行，救助身边不幸的人们，并对自己的使命坚信不疑。
“肩挑凡世，拳握初心。”
***********************第二次读***********************

上面的代码第二次读取的内容为空，因为第一次读完，文件指针已经移到到文件内容的末尾，第二次读取时是从文件的末尾开始读取的，即为空

实例：

在user.txt中保存账号密码：laobai|123

通过程序读取user.txt中的账号信息，与用户输入的账号密码进行比对，验证账号信息是否正确。

input_username = input('请输入账号名称：').strip()
input_password = input('请输入密码：').strip()

with open('user.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f:
    res = f.read()
    username,password = res.split('|')

if input_username == username and input_password == password:
    print('登录成功')
else:
    print('账号或密码错误！')

执行结果：

请输入账号名称：laobai
请输入密码：123
登录成功

在user.txt存放多个账号时的处理方法

laobai|123
plscript|321
nichengwe|123456

input_username = input('请输入账号名称：').strip()
input_password = input('请输入密码：').strip()

with open('user.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f:
    for line in f:
        username,password = line.strip().split('|')
        if input_username == username and input_password == password:
            print('登录成功')
            break
    else:
        print('账号或密码错误！')

执行结果：

请输入账号名称：nichengwe
请输入密码：123456
登录成功

w模式

w是只写模式，当文件不存在时，会创建空文件；当文件存在是会清空文件。文件指针位于开始位置。

test.txt的内容如下：

达摩是为降伏邪恶而生的。曾经有人这样预言。
他是王者之子，生在一棵优美的菩提树下，从小由德高望重的大师教导经书和拳法，那时他日日刻苦修行，救助身边不幸的人们，并对自己的使命坚信不疑。
“肩挑凡世，拳握初心。”

with open('test.txt',mode='wt',encoding='utf-8') as f:
    f.write("laobai")

执行上面的代码，再次查看test.txt的内容

laobai

注意：

在以w模式打开文件没有关闭的情况下，连续写入，新的内容总是跟在旧的内容之后；
如果重新以w模式打开文件，则会清空文件内容；

实例：

test1.txt的内容如下：

达摩是为降伏邪恶而生的。曾经有人这样预言。
他是王者之子，生在一棵优美的菩提树下，从小由德高望重的大师教导经书和拳法，那时他日日刻苦修行，救助身边不幸的人们，并对自己的使命坚信不疑。
不知道昏迷了多久，朦朦胧胧中，一只手舀给他清凉的泉水。那是个年轻的僧侣，风尘仆仆，似乎远道而来。僧侣向他问路，他绝望的回答：“那个地方已经变成地狱，为什么还要前往。”
僧侣平静的问：“你似乎被心魔所困扰。”
达摩说：“是啊，因为这不幸的结果是我亲手造成的。”他大笑着，自己生来的使命本该是降服邪恶，最终自己反倒变成邪恶。
僧侣却摇了摇头：“你并非邪恶，只是太过懦弱。毁灭容易，建造太难。你一直徘徊在这里：不敢回头，因为不相信自己造就了黑暗；没有勇气离去，因为不敢跨出这片黑暗。”
达摩反问他：“那你呢？明知已降下黑暗，还为何来到这里。”
僧侣“阿弥陀佛”了一声：“贫僧自东方而来，要前往西天取经之地。长安，很快也将黑夜降临。贫僧跋涉千山万水，或许可以找到重建的方法，带回一丝光明。”
达摩握紧了拳头。
他不相信自己生来为魔。
他本应肩挑凡世，拳握初心。
他在黑夜中迷惘，忘记了走不通的路，应该用拳头来打开。
他的本性如此，并不重要。然而见性，方能成佛。
人生是场穷游，偶尔也需要暴走。
道路很远，脚步更长。
告别僧侣，他毅然迈向相反的方向。已回不去故土，就只能继续前进。他要去看看僧侣出发地方——长安，内心的声音告诉他，那里有他寻找的东西。
最深的黑夜，往往是光明所在。
“肩挑凡世，拳握初心。”

test2.txt为空文件

实现test1.txt文件的内容复制到test2.txt中

with open('test1.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f1,\
    open('test2.txt',mode='wt',encoding='utf-8') as f2:
    res = f1.read()
    f2.write(res)

执行完毕后，test1.txt中的内容被拷贝到test2.txt中。再次执行，内容只有一份，与test1.txt的内容一致。

a模式

a模式是只追加写模式，在文件不存在时会创建空文档，在文件存在时文件指针会直接跳到末尾。

test.txt的内容如下：

达摩是为降伏邪恶而生的。曾经有人这样预言。
他是王者之子，生在一棵优美的菩提树下，从小由德高望重的大师教导经书和拳法，那时他日日刻苦修行，救助身边不幸的人们，并对自己的使命坚信不疑。
“肩挑凡世，拳握初心。”

with open('test.txt',mode='at',encoding='utf-8') as f:
    f.write("laobai")

执行上面的代码，再次查看test.txt的内容

达摩是为降伏邪恶而生的。曾经有人这样预言。
他是王者之子，生在一棵优美的菩提树下，从小由德高望重的大师教导经书和拳法，那时他日日刻苦修行，救助身边不幸的人们，并对自己的使命坚信不疑。
“肩挑凡世，拳握初心。”laobai

注意：w模式与a模式的异同

相同点：在打开的文件不关闭的情况下，连续的写入，新写的内容总会跟着之前写的内容之后；
不同点：以a模式重新打开文件，不会清空原文件内容，会将文件指针直接移动到文件末尾，新写入的内容永远在文件末尾

实例：

在user.txt文件中保存账号密码，文件内容如下：

laobai|123
sch|321
nichengwe|123456

通过程序输入新的账号密码存入user.txt中

input_name = input("请输入注册名：").strip()
input_password = input("请输入密码：").strip()

with open('user.txt',mode='at',encoding='utf-8') as f:
    f.write('{}|{}\n'.format(input_name,input_password))

执行程序后，再次查看user.txt的内容

laobai|123
plscript|321
nichengwe|123456
laobai1|123

+t模式

+不能单独使用，必须配合r、w、a进行使用。而除了均有了读写功能外，其他特性与r、w、a保持一致。

注意：read()和write()都是从光标的位置开始读或写。

a. r+

例子1：

test.txt内容如下：

达摩是为降伏邪恶而生的。曾经有人这样预言。
他是王者之子，生在一棵优美的菩提树下，从小由德高望重的大师教导经书和拳法，那时他日日刻苦修行，救助身边不幸的人们，并对自己的使命坚信不疑。
“肩挑凡世，拳握初心。”

通过r+模式向test.txt读取并写入内容

with open('test.txt',mode='r+',encoding='utf-8') as f:
    print(f.read())
    f.write('nichengwe')
    print(f.read())

执行程序

test.txt新内容如下：

达摩是为降伏邪恶而生的。曾经有人这样预言。
他是王者之子，生在一棵优美的菩提树下，从小由德高望重的大师教导经书和拳法，那时他日日刻苦修行，救助身边不幸的人们，并对自己的使命坚信不疑。
“肩挑凡世，拳握初心。”nichengwe

程序运行结果如下：

达摩是为降伏邪恶而生的。曾经有人这样预言。
他是王者之子，生在一棵优美的菩提树下，从小由德高望重的大师教导经书和拳法，那时他日日刻苦修行，救助身边不幸的人们，并对自己的使命坚信不疑。
“肩挑凡世，拳握初心。”

分析程序运行结果：

f.read() 读取test.txt中的全部内容，并将文件指针指向文件内容的末尾
write(‘nichengwe’) 在文件末尾写入nichengwe，并将文件指针指向文件内容的末尾
再次执行f.read() 从文件末尾开始读取，读取到的是空

例子2：

test.txt内容如下：

达摩是为降伏邪恶而生的。曾经有人这样预言。
他是王者之子，生在一棵优美的菩提树下，从小由德高望重的大师教导经书和拳法，那时他日日刻苦修行，救助身边不幸的人们，并对自己的使命坚信不疑。
“肩挑凡世，拳握初心。”nichengwe

通过r+模式向test.txt写入内容

with open('test.txt',mode='r+',encoding='utf-8') as f:
    f.write('nichengwe')

r模式打开文件，文件指针在文件内容的开头

write()是在文件开头开始写入内容

执行程序后，test.txt的内容如下：

nichengwe为降伏邪恶而生的。曾经有人这样预言。
他是王者之子，生在一棵优美的菩提树下，从小由德高望重的大师教导经书和拳法，那时他日日刻苦修行，救助身边不幸的人们，并对自己的使命坚信不疑。
“肩挑凡世，拳握初心。”nichengwe

test.txt文件内容的前几个字被新写入的内容覆盖了

b. w+

例子1：

test.txt的内容如下：

nichengwe为降伏邪恶而生的。曾经有人这样预言。
他是王者之子，生在一棵优美的菩提树下，从小由德高望重的大师教导经书和拳法，那时他日日刻苦修行，救助身边不幸的人们，并对自己的使命坚信不疑。
“肩挑凡世，拳握初心。”nichengwe

通过w+模式读取文件内容：

with open('test.txt',mode='w+',encoding='utf-8') as f:
    print(f.read())

w模式打开文件，首先清空文件所有内容，文件指针在文件内容的开头

程序执行后，没有读取到任何内容，因为w模式已经将文件的所有内容清空了。

例子2：

test.txt的内容为空白

通过w+模式写入并读取文件内容：

with open('test.txt',mode='w+',encoding='utf-8') as f:
    f.write('nichengwe')
    f.write('laobai')
    f.write('baby2016的天空')
    print("------->",f.read())

执行结果为：

------->

执行程序后，test.txt的内容为：

nichengwelaobaibaby2016的天空

分析程序运行结果：

w模式打开文件，会清空文件的所有内容，并将文件指针指向文件的开头
write() 从文件指针的位置写入内容，写入了3次，文件指针指向文件的末尾
read() 从文件指针的位置开始读取，读取的内容为空

c. a+

例子：

test.txt的内容如下：

nichengwelaobaibaby2016的天空

通过a+模式读写文件：

with open('test.txt',mode='a+',encoding='utf-8') as f:
    print("=======》", f.read())
    f.write('\nnichengwe\n')
    f.write('laobai\n')
    f.write('baby2016的天空\n')
    print("------->",f.read())

执行结果：

=======》 
------->

执行程序后test.txt的内容如下：

nichengwelaobaibaby2016的天空
nichengwe
laobai
baby2016的天空

分析程序运行结果：

a模式打开文件，文件指针会在文件的末尾
read() 从文件指针的位置开始读取，内容为空，文件指针依旧在文件末尾
write() 从文件指针的位置开始写入内容，多次写入后，文件指针依旧在文件末尾
再次read() 从文件指针的位置开始读取，内容为空，文件指针依旧在文件末尾

b模式

处理图片：

with open('test.jpg',mode='rb') as f:
    res = f.read() # 硬盘的二进制读入内容 ——> b模式下，不做任何转换
    print(res)  # bytes类型——> 当成二进制
    print(type(res))

执行结果：

b'\xff\xd8\xff\xe0\x00\x10JFIF\x00\x01\x01\x00\x00\x90\x00\x90\x00\x00\xff\xe1\x00tExif\x00\x00MM\x00*\x00\x00\x00\x08\x00\x04\x01\x1a\x00\x05\x00\x00\x00\x01\x00\x00\x00>\x01\x1b\x00\x05\x00\x00\x00\x01\x00\x00\x00F\x01(\x00\x03\x00\x00\x00\x01\x00\x02\x00\x00\x87i\x00\x04\x00\x00\x00\x01\x00\x00\x00N\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x90\x00\x00\x00\x01\x00\x00\x00\x90\x00\x00\x00\x01\x00\x02\xa0\x02\x00\x04\x00\x00\x00\x01\x00\x00\x02\x92\xa0\x03\x00\x04\x00\x00\x00\x01\x00\x00\x01
<class 'bytes'>

处理文本：

with open('user.txt',mode='wb') as f:
    f.write('你好hello'.encode('gbk'))

由于本机使用的是macos，默认编码为utf-8，而这里程序使用了gbk，所以写入的你好会显示为乱码。

例子：

# 文件拷贝工具
file1 = input('源文件路径：').strip()
file2 = input('目标文件路径：').strip()

with open(r'{}'.format(file1),mode='rb') as f1,\
    open(r'{}'.format(file2),mode='wb') as f2:
    #res = f1.read()  # 这种方式内存占用过大
    for line in f1:
        f2.write(line)

readline()和readlines()

readline()

按行读取，每次读一行

例子1：

with open('test1.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f:
    res1 = f.readline()
    res2 = f.readline()
    print(res1)
    print(res2)

执行结果：

达摩是为降伏邪恶而生的。曾经有人这样预言。

他是王者之子，生在一棵优美的菩提树下，从小由德高望重的大师教导经书和拳法，那时他日日刻苦修行，救助身边不幸的人们，并对自己的使命坚信不疑。

例子2：

with open('test1.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f:
    while True:
        line = f.readline()
        if len(line) == 0:
            break
        print(line)

执行结果：

达摩是为降伏邪恶而生的。曾经有人这样预言。

他是王者之子，生在一棵优美的菩提树下，从小由德高望重的大师教导经书和拳法，那时他日日刻苦修行，救助身边不幸的人们，并对自己的使命坚信不疑。

告别僧侣，他毅然迈向相反的方向。已回不去故土，就只能继续前进。他要去看看僧侣出发地方——长安，内心的声音告诉他，那里有他寻找的东西。

最深的黑夜，往往是光明所在。

“肩挑凡世，拳握初心。”

readlines()

按行读取，将所有行都读取出来，每一个作为一个元素，组成一个大列表。

例子1：

with open('test1.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f:
    res = f.readlines()
    print(res)

执行结果：

['达摩是为降伏邪恶而生的。曾经有人这样预言。\n', '他是王者之子，生在一棵优美的菩提树下，从小由德高望重的大师教导经书和拳法，那时他日日刻苦修行，救助身边不幸的人们，并对自己的使命坚信不疑。\n', '但国破家亡就在转瞬之间。父王被叛徒毒死，黑色风暴席卷了大地。人们哀嚎着被杀害。最后，他被逼入绝境。自己的拳头可以面对最强大的敌人，却无法对同胞出手。尽管血脉相连的亲人们在权力的诱惑下陷入疯魔，变得面目可憎。\n', '道路很远，脚步更长。\n', '告别僧侣，他毅然迈向相反的方向。已回不去故土，就只能继续前进。他要去看看僧侣出发地方——长安，内心的声音告诉他，那里有他寻找的东西。\n', '最深的黑夜，往往是光明所在。\n', '“肩挑凡世，拳握初心。”']

f.read()和f.readlines()都是将内容一次性读入内存，如果内容过大会导致内存溢出。

例子2：

可以将列表里的内容，通过writelines()形式按行写入

l = ['达摩是为降伏邪恶而生的。曾经有人这样预言。\n', '他是王者之子，生在一棵优美的菩提树下，从小由德高望重的大师教导经书和拳法，那时他日日刻苦修行，救助身边不幸的人们，并对自己的使命坚信不疑。\n', '但国破家亡就在转瞬之间。父王被叛徒毒死，黑色风暴席卷了大地。人们哀嚎着被杀害。最后，他被逼入绝境。自己的拳头可以面对最强大的敌人，却无法对同胞出手。尽管血脉相连的亲人们在权力的诱惑下陷入疯魔，变得面目可憎。\n', '道路很远，脚步更长。\n', '告别僧侣，他毅然迈向相反的方向。已回不去故土，就只能继续前进。他要去看看僧侣出发地方——长安，内心的声音告诉他，那里有他寻找的东西。\n', '最深的黑夜，往往是光明所在。\n', '“肩挑凡世，拳握初心。”']

with open('test.txt',mode='wt',encoding='utf-8') as f:
    f.writelines(l)

执行后，test.txt的内容为

达摩是为降伏邪恶而生的。曾经有人这样预言。
他是王者之子，生在一棵优美的菩提树下，从小由德高望重的大师教导经书和拳法，那时他日日刻苦修行，救助身边不幸的人们，并对自己的使命坚信不疑。
但国破家亡就在转瞬之间。父王被叛徒毒死，黑色风暴席卷了大地。人们哀嚎着被杀害。最后，他被逼入绝境。自己的拳头可以面对最强大的敌人，却无法对同胞出手。尽管血脉相连的亲人们在权力的诱惑下陷入疯魔，变得面目可憎。
道路很远，脚步更长。
告别僧侣，他毅然迈向相反的方向。已回不去故土，就只能继续前进。他要去看看僧侣出发地方——长安，内心的声音告诉他，那里有他寻找的东西。
最深的黑夜，往往是光明所在。
“肩挑凡世，拳握初心。”

文件指针移动

指针移动的单位都是以bytes/字节为单位

只有一种情况特殊：t模式下的read(n)，n代表的是字符个数

with open('test.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f:
    res = f.read(4)
    print(res)

seek()

f.seek(n,模式):

n指的是移动的字节个数
模式参照物文件指针的位置
- 0：参照物是文件开头位置
- 1：参照物是当前指针所在位置
- 2：参照物是文件末尾位置（这个模式是反向向前移动）

只有模式0可以在t模式下使用，1和2必须在b模式下用

f.teel() 获取当前文件指针的位置

例子：0模式

with open('test.txt',mode='rb') as f:
    f.seek(9,0)
    f.seek(3,0)
    print(f.tell())

执行结果：

例子：1模式

with open('test.txt',mode='rb') as f:
    f.seek(9,1)
    f.seek(3,1)
    print(f.tell())

执行结果：

例子：2模式

with open('test.txt',mode='rb') as f:
    f.seek(-9,2)
    print(f.tell())
    f.seek(-3,2)
    print(f.tell())

执行结果：

882
888

老百

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