第7章 Python程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)文件操作

第7章文件操作CONTENTS目錄7.1文件的基本概念017.2文件的打開和關(guān)閉027.3文本文件操作037.4二進(jìn)制文件操作047.5文件和目錄管理057.1文件的基本概念7.1.1文件和目錄文件是存儲(chǔ)在磁盤等外部存儲(chǔ)器上的數(shù)據(jù)集合。軟件、數(shù)據(jù)、文字、圖像、聲音、視頻等信息均以文件形式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的外部存儲(chǔ)器中。文件是通過(guò)目錄來(lái)進(jìn)行組織和管理的，目錄提供了指向?qū)?yīng)磁盤空間的路徑地址。目錄一般采用樹狀結(jié)構(gòu)，每個(gè)磁盤有一個(gè)根目錄，它包含若干個(gè)文件和子目錄。子目錄還可以包含下一級(jí)子目錄，由此形成多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)。路徑按照參考點(diǎn)不同可以分為絕對(duì)路徑和相對(duì)路徑，絕對(duì)路徑是指從根目錄開始標(biāo)識(shí)文件所在位置的完整路徑，相對(duì)路徑則是相對(duì)于程序所在目錄建立起來(lái)的引用文件所在位置的路徑。7.1.2文本文件文本文件是一種常用的計(jì)算機(jī)文件，它是一種典型的順序文件，其文件邏輯結(jié)構(gòu)屬于流式文件。在文本文件中，英文、數(shù)字等字符存儲(chǔ)的是ASCII碼，而漢字存儲(chǔ)的是機(jī)內(nèi)碼。在文本文件中除了存儲(chǔ)有效字符（包括回車、換行等）信息外，不能存儲(chǔ)其他任何信息。文本文件是由若干行字符構(gòu)成的，通常通過(guò)在文本文件最后一行后放置文件結(jié)束標(biāo)志來(lái)指明文件的結(jié)束。文本文件只包含純文本，文本文件是指一種容器，而純文本是指一種內(nèi)容。文本文件可以在各種操作系統(tǒng)之間自由交互。在Windows中，如果一個(gè)文件的擴(kuò)展名為.txt，則系統(tǒng)就認(rèn)為它是一個(gè)文本文件。此外，出于特殊的目的，有些文本文件也使用其他擴(kuò)展名。7.1.3二進(jìn)制文件二進(jìn)制文件是指使用ASCII及擴(kuò)展ASCII字符編寫的數(shù)據(jù)或程序文件，Word文檔、圖像文件、音頻文件和視頻文件以及各種計(jì)算機(jī)程序文件都屬于二進(jìn)制文件，這些文件含有特殊的格式及計(jì)算機(jī)代碼。廣義的二進(jìn)制文件即指文件，由文件在外部設(shè)備的存放形式為二進(jìn)制而得名。狹義的二進(jìn)制文件即除文本文件以外的文件。文本文件編碼是定長(zhǎng)的，譯碼相對(duì)要容易一些；二進(jìn)制文件編碼是變長(zhǎng)的，可以靈活使用，但譯碼要麻煩一些，不同的二進(jìn)制文件需要采用不同的譯碼方式。使用二進(jìn)制文件的好處：占用存儲(chǔ)空間??；存儲(chǔ)速度快；存儲(chǔ)精度高。7.1.4文本文件與二進(jìn)制文件的比較文本文件與二進(jìn)制文件的區(qū)別是邏輯結(jié)構(gòu)上的不同，即所采用的編碼方式有所不同。文本文件是基于字符編碼的文件，常見的編碼有ASCII、Unicode和UTF-8等；二進(jìn)制文件是則基于值編碼的文件，可以視為是自定義編碼，即根據(jù)具體應(yīng)用來(lái)指定某個(gè)值；二進(jìn)制文件只是儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，并不寫明數(shù)據(jù)類型和具體含義。使用文本工具打開一個(gè)文件，首先讀取文件物理上所對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)流，然后按照所選擇的解碼方式來(lái)解釋這個(gè)數(shù)據(jù)流，并將解釋結(jié)果顯示出來(lái)。7.2文件的打開和關(guān)閉7.2.1打開文件打開文件是指在程序與操作系統(tǒng)之間建立某種聯(lián)系，程序?qū)⑺僮魑募幕拘畔⑼ㄖ僮飨到y(tǒng)，這些信息包括文件的路徑、讀寫方式以及讀寫位置等。在Python中，可以使用內(nèi)置函數(shù)open()打開指定的文件并返回相應(yīng)的文件對(duì)象，如果無(wú)法打開指定的文件，則會(huì)引發(fā)OSError錯(cuò)誤。Open()函數(shù)的調(diào)用格式如下：open(文件路徑[,打開模式,[緩沖區(qū)[,編碼]]])7.2.2關(guān)閉文件使用內(nèi)置函數(shù)open()成功地打開一個(gè)文件時(shí)會(huì)返回一個(gè)文件對(duì)象，該文件對(duì)象具有一些屬性和方法，可以用來(lái)對(duì)所打開的文件進(jìn)行各種操作。完成文件操作后，需要及時(shí)地關(guān)閉文件，以釋放文件對(duì)象并防止文件中的數(shù)據(jù)丟失。在Python中，可以通過(guò)調(diào)用文件對(duì)象的close()方法來(lái)關(guān)閉文件，調(diào)用格式如下：文件對(duì)象.close()close()方法用于關(guān)閉先前用open()函數(shù)打開的文件，將緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)寫入文件，然后釋放文件對(duì)象。文件關(guān)閉之后，便不能訪問(wèn)文件對(duì)象的屬性和方法了。如果想繼續(xù)使用文件，則必須用open()函數(shù)再次打開文件。7.3文本文件操作7.3.1讀取文本文件1.使用read()方法讀取文本內(nèi)容文件對(duì)象的read()方法可以用于從文本流當(dāng)前位置讀取指定數(shù)量的字符并以字符串形式返回，調(diào)用格式如下：變量=文件對(duì)象.read([size])2.使用readline()方法讀取文本內(nèi)容文件對(duì)象的readline()方法從文本流當(dāng)前行的當(dāng)前位置開始讀取指定數(shù)量的字符并以字符串形式返回，具體調(diào)用格式如下：文件對(duì)象.readline([size])3.使用readlines()方法讀取文本內(nèi)容文件對(duì)象的readlines()方法用于從文本流上讀取所有可用的行并返回這些行所構(gòu)成的列表，調(diào)用格式如下：文件對(duì)象.readlines()7.3.2寫入文本文件1.使用write()方法寫入文本內(nèi)容文件對(duì)象的write()方法用于向文本流的當(dāng)前位置寫入字符串并返回寫入的字符個(gè)數(shù)，調(diào)用格式如下：文件對(duì)象.write(字符串)2.使用writelines()方法寫入文本內(nèi)容文件對(duì)象的writelines()方法用于在文本流當(dāng)前位置依次寫入指定列表中的所有字符串，調(diào)用格式如下：文件對(duì)象.writelines(字符串列表)7.4二進(jìn)制文件操作7.4.1在文件中定位1.使用tell()方法獲取文件指針的位置使用內(nèi)置函數(shù)open()打開一個(gè)文本文件或二進(jìn)制文件后將創(chuàng)建一個(gè)文件對(duì)象，此時(shí)可以通過(guò)該調(diào)用文件對(duì)象的tell()方法來(lái)獲取文件指針的當(dāng)前位置，調(diào)用格式如下：文件對(duì)象.tell()2.使用seek()方法更改文件指針的位置使用open()函數(shù)以二進(jìn)制模式打開一個(gè)文件后，可以通過(guò)調(diào)用文件對(duì)象的seek()方法來(lái)改變文件指針的位置，調(diào)用方法如下：文件對(duì)象.seek(偏移量[,參考點(diǎn)])7.4.2讀寫二進(jìn)制文件使用內(nèi)置函數(shù)open()打開文件時(shí)，可以通過(guò)打開模式參數(shù)設(shè)置是以文本模式還是二進(jìn)制模式打開指定的文件。如果在打開模式參數(shù)中包含字母“b”，例如“rb”、“rb+”、“wb”、“wb+”、“ab”或“ab+”，則以二進(jìn)制模式打開指定的文件。以二進(jìn)制模式打開文件時(shí)，文件的數(shù)據(jù)流可以看成是二進(jìn)制字節(jié)流。在這種情況下，首先需要了解二進(jìn)制字節(jié)流的組成規(guī)則，即在文件的第幾個(gè)字節(jié)到第幾個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)的是什么類型數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)代表的具體含義是什么，在這個(gè)基礎(chǔ)上可以使用文件對(duì)象的相關(guān)方法對(duì)二進(jìn)制文件進(jìn)行定位和讀取操作。7.4.3二進(jìn)制數(shù)據(jù)的打包與解包1.打包二進(jìn)制數(shù)據(jù)導(dǎo)入struct模塊后，可以使用struct.pack()函數(shù)按照指定的格式化字符串將一組數(shù)據(jù)項(xiàng)打包成一個(gè)字節(jié)對(duì)象并返回該字節(jié)對(duì)象，調(diào)用格式如下：struct.pack(fmt,v1,v2,...)2.解包二進(jìn)制數(shù)據(jù)使用struct.pack()方法對(duì)一些數(shù)據(jù)項(xiàng)打包時(shí)將生成一個(gè)包含這些數(shù)據(jù)項(xiàng)的字節(jié)對(duì)象。如果要從這樣一個(gè)字節(jié)對(duì)象中拆分出原來(lái)的數(shù)據(jù)項(xiàng)，則可以使用struct.unpack()函數(shù)根據(jù)格式字符串fmt從緩沖區(qū)中解包并返回一個(gè)元組，調(diào)用格式如下：struct.unpack(fmt,buffer)7.4.4數(shù)據(jù)對(duì)象的轉(zhuǎn)儲(chǔ)與加載1.dumps()函數(shù)和loads()函數(shù)pickle.dumps()函數(shù)的功能是將各種數(shù)據(jù)對(duì)象轉(zhuǎn)儲(chǔ)為一個(gè)字節(jié)對(duì)象（稱為pickle對(duì)象）并返回該對(duì)象，調(diào)用格式如下：pickle.dumps(數(shù)據(jù)對(duì)象)pickle.loads()函數(shù)用于從pickle字節(jié)對(duì)象中返回原來(lái)的數(shù)據(jù)對(duì)象，調(diào)用格式如下：pickle.loads(字節(jié)對(duì)象)2.dump()函數(shù)和load()函數(shù)pickle.dump()函數(shù)用于將各種類型的數(shù)據(jù)對(duì)象寫入已打開的文件中，調(diào)用格式如下：pickle.dump(數(shù)據(jù)對(duì)象,文件對(duì)象)pickle.load()函數(shù)的功能是從存儲(chǔ)pickle對(duì)象的文件中讀取數(shù)據(jù)并作為一個(gè)對(duì)象返回，調(diào)用格式如下：pickle.load(文件對(duì)象)7.5文件和目錄管理7.5.1文件管理1.重命名文件os.rename(源文件,目標(biāo)文件)2.復(fù)制文件（1）shutil.copyfile(源文件,目標(biāo)文件)（2）shutil.copy(源文件,目標(biāo)文件)3.移動(dòng)文件shutil.move(源文件,目標(biāo)文件)4.刪除文件os.remove(文件路徑)7.5.2目錄管理創(chuàng)建目錄：os.mkdir(路徑)重命名目錄：os.rename(源目錄,目標(biāo)目錄)獲取當(dāng)前工作目錄：os.getcwd()更改當(dāng)前工作目錄：os.chd