文件操作(IO技术)
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
- 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。
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])
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
常用编码介绍
ASCII:
这是世界上最早最通用的单字节编码系统,主要用来显示现代 英语及其他西欧语言。 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。
ISO8859-1:
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,GBK,GB18030:GB2312
全称为信息交换用汉字编码字符集,是中国于 1980 年发布,主要用于计算机系统中的汉字处理。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。
GBK:
在它的基础上又加了更多的汉字,它一共收录了 21003 个汉字GB18030 现在最新的内码字集于 2000 年发布,并于 2001 年强制执行,包含了中国大部分少数 民族的语言字符,收录汉字数超过 70000 余个。 它主要采用单字节、双字节、四字节对字符编码
Unicode:
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
UTF-8:
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
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。
#使用异常机制管理文件对象的关闭操作
try:
f = open(r"a.txt","w")
strs = ["aa\n","bb\n","cc\n"]
f.writelines(strs)
except BaseException as e:
print(e)
finally:
f.close()
运行结果:
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。
with open(r"b.txt","a") as f:
f.write("hahahaha")
运行结果:
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。 2. 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
【操作】按行读取一个文件
with open(r"b.txt","r") as f:
while True:
fragment = f.readline()
if not fragment:
break
else:
print(fragment,end="")
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。
with open("jie.JPG","rb") as f:
with open("jie_copy.JPG","wb") as w:
for line in f.readlines():
w.write(line)
print("图片拷贝完成")
运行结果:
文件对象的常用属性和方法
文件对象封装了文件相关的操作。在前面我们学习了通过文件对象对文件进行读写操作。
seek(offset[,whence]):
把文件指针移动到新的位置,offset 表示相对于 whence 的多少个字节的偏移量;
whence 不同的值代表不同含义:
0: 从文件头开始计算(默认值)
1:从当前位置开始计算
2:从文件尾开始计算
with open("b.txt","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(0,0)
print("读取的内容:{0}".format(str(f.readline())))
运行结果:
使用 pickle 序列化
Python 中,一切皆对象,对象本质上就是一个“存储数据的内存块”。有时候,我们 需要将“内存块的数据”保存到硬盘上,或者通过网络传输到其他的计算机上。这时候,就 需要“对象的序列化和反序列化”。 对象的序列化机制广泛的应用在分布式、并行系统上。
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。
CSV 文件的操作:
是逗号分隔符文本格式,常用于数据交换、Excel 文件和数据库数据的导入和导出。
os.path 模块
os.path 模块提供了目录相关(路径判断、路径切分、路径连接、文件夹遍历)的操作
import os
os.system("regedit")
#测试os模块中,关于文件和目录的操作
import os
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.getcwd())
os.chdir("d:") #改变当前的工作目录为:d:盘根目录
os.mkdir("书籍") #创建目录
#os.rmdir("书籍")#相对路径多事相对有当前的工作目录
运行结果:
#测试os模块中,关于文件和目录的操作
import os.path
#判断:绝对路径、是否目录、是否文件,文件是否存在
print(os.path.isabs("d:/a.txt"))
print(os.path.isdir("d:/a.txt"))
print(os.path.isfile("d:/a.txt"))
print(os.path.exists("d:/a.txt"))
运行结果:
【示例】列出指定目录下所有的.py 文件,并输出文件名
#列出指定目录下所有的.py 文件,并输出文件名
import os
path = os.getcwd()
file_list = os.listdir(path)
for filenmae in file_list:
if filenmae.endswith("py"):
print(filenmae,end="\t")
print("##############")
file_list2 = [filenmae for filename in os.listdir(path) if filenmae.endswith("py")]
for f in file_list2:
print(f,end="\t")
运行结果:
walk()递归遍历所有文件和目录
os.walk()方法:
返回一个 3 个元素的元组,(dirpath, dirnames, filenames),
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walk()
import os
path = os.getcwd()
list_files = os.walk(path)
for dirpath,dirnames,filenmaes in list_files:
for dir in dirnames:
print(dir)
for file in filenmaes:
print(file)
运行结果:
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。
import shutil
shutil.copyfile("b.txt","b_copy.txt")
运行结果:
递归算法
递归是一种常见的解决问题的方法,即把问题逐渐简单化。递归的基本思想就是“自己 调用自己”,一个使用递归技术的方法将会直接或者间接的调用自己。
利用递归可以用简单的程序来解决一些复杂的问题。比如:斐波那契数列的计算、汉诺 塔、快排等问题。
【示例 】使用递归求 n!
#测试递归,递归求阶乘
def factorial(n):
if n==1:
return n
else:
return n*factorial(n-1)
print(factorial(5))
运行结果:
【示例】使用递归算法遍历目录下所有文件
#测试递归,打印目录和文件
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("D:\BS",0)
for f in reversed(allfiles):
print(f)
运行结果: