超詳細的 Python 文件操作知識！

python 進行文件操作，在日常編程中是很常用的。爲了方便大家，這裏對各種文件操作的知識進行彙總。一文在手，無須它求！來一起學習吧。

一、文件的打開和關閉

`open()函數`

f1 = open(r'd:\測試文件.txt', mode='r', encoding='utf-8')
content = f1.read()
print(content)
f1.close()

with open(r'd:\測試文件.txt', mode='r', encoding='utf-8') as f1:
    content = f1.read()
    print(content)

open()內置函數，open 底層調用的是操作系統的接口。
f1變量，又叫文件句柄，通常文件句柄命名有f1，fh，file_handler，f_h，對文件進行的任何操作，都得通過文件句柄. 方法的形式。
encoding: 可以不寫。不寫參數，默認的編碼本是操作系統默認的編碼本。windows 默認 gbk，linux 默認 utf-8，mac 默認 utf-8。
mode: 可以不寫。默認mode='r'。
f1.close()關閉文件句柄。
使用with open()的好處。

優點1：不用手動關閉文件句柄。
with open('文件操作的讀', encoding='utf-8') as f1:
    print(f1.read())
    
優點2：一個語句可以操作多個文件句柄。
with open('文件操作的讀', encoding='utf-8') as f1, \
        open('文件操作的寫', encoding='utf-8', mode='w') as f2:
    print(f1.read())
    f2.write('hahaha')

絕對路徑和相對路徑

絕對路徑：指的是絕對位置，完整地描述了目標的所在地，所有目錄層級關係是一目瞭然的。比如：C:/Users/chris/AppData/Local/Programs/Python/Python37/python.exe
相對路徑：是從當前文件所在的文件夾開始的路徑。

test.txt：是在當前文件夾查找 test.txt 文件。
./test.txt：也是在當前文件夾裏查找test.txt文件， ./ 表示的是當前文件夾，可以省略。
../test.txt：從當前文件夾的上一級文件夾裏查找 test.txt 文件。 ../ 表示的是上一級文件夾。
demo/test.txt，在當前文件夾裏查找demo這個文件夾，並在這個文件夾裏查找 test.txt文件。

路徑書寫的三種方式
\\
file = open('C:\Users\chris\Desktop\Python 基礎 \ xxx.txt')
r'\'
file = open(r'C:\Users\chris\Desktop\Python 基礎 \ xxx.txt')
'/'(推薦)
file = open('C:/Users/chris/Desktop/Python 基礎 / xxx.txt')

常用文件的訪問模式

打開文件的模式有 (默認爲文本模式)：

r 只讀模式【默認模式，文件必須存在，不存在則拋出異常】
w 只寫模式【不可讀；不存在則創建；存在則清空內容在寫入】
a 只追加寫模式【不可讀；不存在則創建；存在則只追加內容】

對於非文本文件，我們只能使用 b 模式。注：以 b 方式打開時，讀取到的內容是字節類型，寫入時也需要提供字節類型，不能指定編碼。

rb 以二進制讀取
wb 以二進制寫入
ab 以二進制追加

‘+’模式（就是增加了一個功能）

r+ 讀寫【可讀，可寫】
w+ 寫讀【可寫，可讀】
a+ 寫讀【可寫，可讀】

以 bytes 類型操作的讀寫，寫讀，寫讀模式

r+b 讀寫【可讀，可寫】
w+b 寫讀【可寫，可讀】
a+b 寫讀【可寫，可讀】

關於r+模式：打開一個文件用於讀寫，文件指針默認將會放在文件的開頭。注意：如果在讀寫模式下，先寫後讀，那麼文件就會出問題，因爲默認光標是在文件的最開始，你要是先寫，則寫入的內容會將原內容覆蓋掉，直到覆蓋到你寫完的內容，然後在從後面開始讀取。

# 文件'其他模式'中的內容是：王副班最帥

# 1. 先讀後寫
f1 = open('其他模式', encoding='utf-8', mode='r+')
content = f1.read()
print(content)
f1.write('王強強')
f1.close()

3 2. 先寫後讀（錯誤實例）
f1 = open('其他模式', encoding='utf-8', mode='r+')
f1.write('王強強')
content = f1.read()
print(content)  # 最帥
f1.close()

二、文件的讀取和寫入

讀取

代碼中用到的文件文件操作的讀.txt 文件內容如下：

lucy最帥
lucy很勵志
abcdef
哈哈哈

read() 全部讀取出來。用 rb 模式打開，不用寫 encoding

f1 = open('文件操作的讀', encoding='utf-8')
content = f1.read()
print(content, type(content))
f1.close()

f1 = open(r'C:\Users\lenovo\Desktop\編碼進階.png', mode='rb')
content = f1.read()
print(content)
f1.close()

read(n) 按照字符讀取（r 模式），按照字節讀取（rb 模式）。

f1 = open('文件操作的讀', encoding='utf-8')
content = f1.read(6)
print(content)  # lucy最帥
f1.close()

readline() 讀取一行。

f1 = open('文件操作的讀', encoding='utf-8')
print(f1.readline().strip())  # lucy最帥
print(f1.readline())  # lucy很勵志\n
f1.close()

readlines() 返回一個列表，列表中的每個元素是原文件的每一行。如果文件很大，佔內存，容易崩盤。

f1 = open('文件操作的讀', encoding='utf-8')
li = f1.readlines()
print(li)  # ['lucy最帥\n', 'lucy很勵志\n', 'abcdef\n', '哈哈哈']
f1.close()

for 循環讀取。文件句柄是一個迭代器。特點是每次循環只在內存中佔一行的數據，非常節省內存。

f1 = open('文件操作的讀', encoding='utf-8')
for line in f1:
    print(line.strip())
f1.close()

寫入

模式

沒有文件，則創建文件，寫入內容；如果文件存在，先清空原文件內容，在寫入新內容。

f1 = open('文件操作的寫', encoding='utf-8', mode='w')
f1.write('lucy真帥')
f1.close()

wb 模式

f1 = open(r'C:\Users\lenovo\Desktop\編碼進階.png', mode='rb')
content = f1.read()
f1.close()

f2 = open('圖片.jpg', mode='wb')
f2.write(content)
f2.close()

關於清空

關閉文件句柄，再次以 w 模式打開此文件時，纔會清空。

指針定位

tell() 方法用來顯示當前指針的位置。

f = open('test.txt')
print(f.read(10))  # read 指定讀取的字節數
print(f.tell())    # tell()方法顯示當前文件指針所在的文字
f.close()

seek(offset,whence)方法用來重新設定指針的位置。

offset: 表示偏移量
whence: 只能傳入 012 中的一個數字。
0 表示從文件頭開始
1 表示從當前位置開始
2 表示從文件的末尾開始

f = open('test.txt','rb')  # 需要指定打開模式爲rb,只讀二進制模式

print(f.read(3))
print(f.tell())

f.seek(2,0)   # 從文件的開頭開始，跳過兩個字節
print(f.read())

f.seek(1,1) # 從當前位置開始，跳過一個字節
print(f.read())

f.seek(-4,2) # 從文件末尾開始，往前跳過四個字節
print(f.read())

f.close()

三、實現文件拷貝功能

import os

file_name = input('請輸入一個文件路徑:')
if os.path.isfile(file_name):
    old_file = open(file_name, 'rb')  # 以二進制的形式讀取文件

    names = os.path.splitext(file_name)
    new_file_name = names[0] + '.bak' + names[1]

    new_file = open(new_file_name, 'wb')  # 以二進制的形式寫入文件

    while True:
        content = old_file.read(1024)  # 讀取出來的內容是二進制
        new_file.write(content)
        if not content:
            break

    new_file.close()
    old_file.close()
else:
    print('您輸入的文件不存在')

四、CSV 文件的讀寫

CSV 文件

CSV 文件：Comma-Separated Values，中文叫逗號分隔值或者字符分割值，其文件 ** 以純文本的形式存儲表格數據。** 可以把它理解爲一個表格，只不過這個表格是以純文本的形式顯示的，單元格與單元格之間，默認使用逗號進行分隔；每行數據之間，使用換行進行分隔。

name,age,score
zhangsan,18,98
lisi,20,99
wangwu,17,90
jerry,19,95

Python 中的 csv 模塊，提供了相應的函數，可以讓我們很方便的讀寫 csv 文件。

CSV 文件的寫入

import csv

# 以寫入方式打開一個csv文件
file = open('test.csv','w')

# 調用writer方法，傳入csv文件對象，得到的結果是一個CSVWriter對象
writer = csv.writer(file)

# 調用CSVWriter對象的writerow方法，一行行的寫入數據
writer.writerow(['name', 'age', 'score'])

# 還可以調用writerows方法，一次性寫入多行數據
writer.writerows([['zhangsan', '18', '98'],['lisi', '20', '99'], ['wangwu', '17', '90'], ['jerry', '19', '95']])
file.close()

CSV 文件的讀取

import csv

# 以讀取方式打開一個csv文件
file = open('test.csv', 'r')

# 調用csv模塊的reader方法，得到的結果是一個可迭代對象
reader = csv.reader(file)

# 對結果進行遍歷，獲取到結果裏的每一行數據
for row in reader:
    print(row)

file.close()

五、將數據寫入內存

除了將數據寫入到一個文件以外，我們還可以使用代碼，將數據暫時寫入到內存裏，可以理解爲數據緩衝區。Python 中提供了StringIO和BytesIO這兩個類將字符串數據和二進制數據寫入到內存裏。

StringIO

StringIO 可以將字符串寫入到內存中，像操作文件一下操作字符串。

from io import StringIO

# 創建一個StringIO對象
f = StringIO()
# 可以像操作文件一下，將字符串寫入到內存中
f.write('hello\r\n')
f.write('good')

# 使用文件的 readline和readlines方法，無法讀取到數據
# print(f.readline())
# print(f.readlines())

# 需要調用getvalue()方法才能獲取到寫入到內存中的數據
print(f.getvalue())

f.close()
Copy

BytesIO

如果想要以二進制的形式寫入數據，可以使用 BytesIO 類，它的用法和 StringIO 相似，只不過在調用 write 方法寫入時，需要傳入二進制數據。

from io import BytesIO

f = BytesIO()
f.write('你好\r\n'.encode('utf-8'))
f.write('中國'.encode('utf-8'))

print(f.getvalue())
f.close()

六、sys 模塊的使用

sys.stdin 接收用戶的輸入，就是讀取鍵盤裏輸入的數據，默認是控制檯。input方法就是讀取 sys.stdin 裏的數據。

import sys
s_in = sys.stdin
while True:
    content = s_in.readline().rstrip('\n')
    if content == '':
        break
    print(content)

sys.stdout 標準輸出，默認是控制檯

import sys
m = open('stdout.txt', 'w', encoding='utf8')
sys.stdout = m
print('hello')
print('yes')
print('good')
m.close()

運行結果：生成一個stdout.txt文件，文件內容如下：

hello
yes
good

sys.stderr 錯誤輸出，默認是控制檯

import sys
x = open('stderr.txt', 'w', encoding='utf8')
sys.stderr = x
print(1 / 0)
x.close()

運行結果：生成一個stderr.txt文件，文件內容如下：

Traceback (most recent call last):
  File "E:/python基礎/demo.py", line 4, in <module>
    print(1 / 0)
ZeroDivisionError: division by zero

七、序列化和反序列化

通過文件操作，我們可以將字符串寫入到一個本地文件。但是，如果是一個對象 (例如列表、字典、元組等)，就無法直接寫入到一個文件裏，需要對這個對象進行序列化，然後才能寫入到文件裏。

序列化：將數據從內存持久化保存到硬盤的過程
反序列化：將數據從硬盤加載到內存的過程

python 裏存入數據只支持存入字符串和二進制

json：將 Python 裏的數據 (str/list/tuple/dict/int/float/bool/None) 等轉換成爲對應的 json
pickle：將 Python 裏任意的對象轉換成爲二進制

Python 中提供了JSON和pickle兩個模塊用來實現數據的序列化和反序列化。

JSON 模塊

JSON(JavaScriptObjectNotation, JS對象簡譜)是一種輕量級的數據交換格式，它基於 ECMAScript 的一個子集，採用完全獨立於編程語言的文本格式來存儲和表示數據。JSON 的本質是字符串，區別在於 json 裏要是用雙引號表示字符串。

使用`JSON`實現序列化

1、dumps方法的作用是把對象轉換成爲字符串，它本身不具備將數據寫入到文件的功能。

import json
file = open('names.txt', 'w')
names = ['zhangsan', 'lisi', 'wangwu', 'jerry', 'henry', 'merry', 'chris']
# file.write(names)  出錯，不能直接將列表寫入到文件裏

# 可以調用 json的dumps方法，傳入一個對象參數
result = json.dumps(names)

# dumps 方法得到的結果是一個字符串
print(type(result))  # <class 'str'>

# 可以將字符串寫入到文件裏
file.write(result)

file.close()

2、dump方法可以在將對象轉換成爲字符串的同時，指定一個文件對象，把轉換後的字符串寫入到這個文件裏。

import json

file = open('names.txt', 'w')
names = ['zhangsan', 'lisi', 'wangwu', 'jerry', 'henry', 'merry', 'chris']

# dump方法可以接收一個文件參數，在將對象轉換成爲字符串的同時寫入到文件裏
json.dump(names, file)
file.close()

使用`JSON`實現反序列化

1、loads方法需要一個字符串參數，用來將一個字符串加載成爲 Python 對象。

import json

# 調用loads方法，傳入一個字符串，可以將這個字符串加載成爲Python對象
result = json.loads('["zhangsan", "lisi", "wangwu", "jerry", "henry", "merry", "chris"]')
print(type(result))  # <class 'list'>

2、load方法可以傳入一個文件對象，用來將一個文件對象裏的數據加載成爲 Python 對象。

import json

# 以可讀方式打開一個文件
file = open('names.txt', 'r')

# 調用load方法，將文件裏的內容加載成爲一個Python對象
result = json.load(file)

print(result)
file.close()

pickle 模塊

和 json 模塊類似，pickle 模塊也有 dump 和 dumps 方法可以對數據進行序列化，同時也有 load 和 loads 方法進行反序列化。區別在於，json 模塊是將對象轉換成爲字符串，而 pickle 模塊是將對象轉換成爲二進制。

pickle 模塊裏方法的使用和 json 裏方法的使用大致相同，需要注意的是，pickle 是將對象轉換成爲二進制，所以，如果想要把內容寫入到文件裏，這個文件必須要以二進制的形式打開。

使用`pickle模塊`實現序列號

1、dumps方法將 Python 數據轉換成爲二進制

import pickle
names = ['張三', '李四', '傑克', '亨利']
b_names = pickle.dumps(names)
# print(b_names)
file = open('names.txt', 'wb')
file.write(b_names)  # 寫入的是二進制，不是存文本
file.close()

2、dump方法將 Python 數據轉換成爲二進制，同時保存到指定文件

import pickle
names = ['張三', '李四', '傑克', '亨利']
file2 = open('names.txt', 'wb')
pickle.dump(names, file2)
file2.close()

使用`pickle模塊`實現反序列號

1、loads方法，將二進制加載成爲 Python 數據

import pickle
file1 = open('names.txt', 'rb')
x = file1.read()
y = pickle.loads(x)
print(y)
file1.close()

2、load方法，讀取文件，並將文件的二進制內容加載成爲 Python 數據

import pickle
file3 = open('names.txt', 'rb')
z = pickle.load(file3)
print(z)

JSON 與 pickle 區別

json 模塊:

將對象轉換成爲字符串，不管是在哪種操作系統，哪種編程語言裏，字符串都是可識別的。
json 就是用來在不同平臺間傳遞數據的。
並不是所有的對象都可以直接轉換成爲一個字符串，下標列出了 Python 對象與 json 字符串的對應關係。

XLHIAD

如果是一個自定義對象，默認無法裝換成爲 json 字符串，需要手動指定 JSONEncoder.
如果是將一個 json 串重新轉換成爲對象，這個對象裏的方法就無法使用了。

import json
class MyEncode(json.JSONEncoder):
  def default(self, o):
      # return {"name":o.name,"age":o.age}
      return o.__dict__

class Person(object):
  def __init__(self, name, age):
      self.name = name
      self.age = age

    def eat(self):
        print(self.name+'正在喫東西')

p1 = Person('zhangsan', 18)

# 自定義對象想要轉換成爲json字符串，需要給這個自定義對象指定JSONEncoder
result = json.dumps(p1, cls=MyEncode)
print(result)  # {"name": "zhangsan", "age": 18}

# 調用loads方法將對象加載成爲一個對象以後，得到的結果是一個字典
p = json.loads(result)
print(type(p))

pickle 模塊：

pickle 序列化是將對象按照一定的規則轉換成爲二進制保存，它不能跨平臺傳遞數據。
pickle 的序列化會將對象的所有數據都保存。

來源：https://blog.csdn.net/m0_54218263/article/details/116001249

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來源：https://mp.weixin.qq.com/s/E9W0gmO5xa0kQE45uM_TqA