文件
目標
文件的概念 文件的基本操作 文件/文件夾的常用操作 文本文件的編碼方式
01. 文件的概念
1.1 文件的概念和作用
計算機的 文件，就是存儲在某種 長期儲存設備 上的一段 數據
長期存儲設備包括：硬碟、U 盤、移動硬碟、光碟...
文件的作用
將數據長期保存下來，在需要的時候使用
CPU
內存
硬碟
1.2 文件的存儲方式
在計算機中，文件是以 二進位 的方式保存在磁碟上的
文本文件和二進位文件
文本文件
可以使用 文本編輯軟體 查看
本質上還是二進位文件
例如：python 的源程序
二進位文件
保存的內容 不是給人直接閱讀的，而是 提供給其他軟體使用的
例如：圖片文件、音頻文件、視頻文件等等
二進位文件不能使用 文本編輯軟體 查看
02. 文件的基本操作
2.1 操作文件的套路
在 計算機 中要操作文件的套路非常固定，一共包含三個步驟：
1. 打開文件
2. 讀、寫文件
讀 將文件內容讀入內存
寫 將內存內容寫入文件
3. 關閉文件
2.2 操作文件的函數/方法
在 `Python` 中要操作文件需要記住 1 個函數和 3 個方法
| 序號 | 函數/方法 | 說明 |
| --- | --- | --- |
| 01 | open | 打開文件，並且返回文件操作對象 |
| 02 | read | 將文件內容讀取到內存 |
| 03 | write | 將指定內容寫入文件 |
| 04 | close | 關閉文件 |
`open` 函數負責打開文件，並且返回文件對象
`read`/`write`/`close` 三個方法都需要通過 文件對象 來調用
2.3 read 方法 —— 讀取文件
`open` 函數的第一個參數是要打開的文件名（文件名區分大小寫）
如果文件 存在，返回 文件操作對象
如果文件 不存在，會 拋出異常
`read` 方法可以一次性 讀入 並 返回 文件的 所有內容
`close` 方法負責 關閉文件
如果 忘記關閉文件，會造成系統資源消耗，而且會影響到後續對文件的訪問
注意：`read` 方法執行後，會把 文件指針 移動到 文件的末尾
```python
1. 打開 - 文件名需要注意大小寫
file = open("README")
2. 讀取
text = file.read()
print(text)
3. 關閉
file.close()
提示
在開發中，通常會先編寫 打開 和 關閉 的代碼，再編寫中間針對文件的 讀/寫 操作
文件指針（知道）
文件指針 標記 從哪個位置開始讀取數據
第一次打開 文件時，通常 文件指針會指向文件的開始位置
當執行了 `read` 方法後，文件指針 會移動到 讀取內容的末尾
默認情況下會移動到 文件末尾
思考
如果執行了一次 `read` 方法，讀取了所有內容，那麼再次調用 `read` 方法，還能夠獲得到內容嗎？
答案
不能
第一次讀取之後，文件指針移動到了文件末尾，再次調用不會讀取到任何的內容
2.4 打開文件的方式
`open` 函數默認以 只讀方式 打開文件，並且返回文件對象
語法如下：
```python
f = open("文件名", "訪問方式")
| 訪問方式 | 說明 |
| :---: | --- |
| r | 以只讀方式打開文件。文件的指針將會放在文件的開頭，這是默認模式。如果文件不存在，拋出異常 |
| w | 以只寫方式打開文件。如果文件存在會被覆蓋。如果文件不存在，創建新文件 |
| a | 以追加方式打開文件。如果該文件已存在，文件指針將會放在文件的結尾。如果文件不存在，創建新文件進行寫入 |
| r+ | 以讀寫方式打開文件。文件的指針將會放在文件的開頭。如果文件不存在，拋出異常 |
| w+ | 以讀寫方式打開文件。如果文件存在會被覆蓋。如果文件不存在，創建新文件 |
| a+ | 以讀寫方式打開文件。如果該文件已存在，文件指針將會放在文件的結尾。如果文件不存在，創建新文件進行寫入 |
提示
頻繁的移動文件指針，會影響文件的讀寫效率，開發中更多的時候會以 只讀、只寫 的方式來操作文件
寫入文件示例
```python
打開文件
f = open("README", "w")
f.write("hello python！\n")
f.write("今天天氣真好")
關閉文件
f.close()
2.5 按行讀取文件內容
`read` 方法默認會把文件的 所有內容 一次性讀取到內存
如果文件太大，對內存的佔用會非常嚴重
`readline` 方法
`readline` 方法可以一次讀取一行內容
方法執行後，會把 文件指針 移動到下一行，準備再次讀取
讀取大文件的正確姿勢
```python
打開文件
file = open("README")
while True:
讀取一行內容
text = file.readline()
判斷是否讀到內容
if not text:
break
每讀取一行的末尾已經有了一個 `\n`
print(text, end="")
關閉文件
file.close()
2.6 文件讀寫案例 —— 複製文件
目標
用代碼的方式，來實現文件複製過程
小文件複製
打開一個已有文件，讀取完整內容，並寫入到另外一個文件
```python
1. 打開文件
file_read = open("README")
file_write = open("README[復件]", "w")
2. 讀取並寫入文件
text = file_read.read()
file_write.write(text)
3. 關閉文件
file_read.close()
file_write.close()
大文件複製
打開一個已有文件，逐行讀取內容，並順序寫入到另外一個文件
```python
1. 打開文件
file_read = open("README")
file_write = open("README[復件]", "w")
2. 讀取並寫入文件
while True:
每次讀取一行
text = file_read.readline()
判斷是否讀取到內容
if not text:
break
file_write.write(text)
3. 關閉文件
file_read.close()
file_write.close()
```
03. 文件/目錄的常用管理操作
在 終端 / 文件瀏覽器、 中可以執行常規的 文件 / 目錄 管理操作，例如：
創建、重命名、刪除、改變路徑、查看目錄內容、……
在 `Python` 中，如果希望通過程序實現上述功能，需要導入 `os` 模塊
文件操作
| 序號 | 方法名 | 說明 | 示例 |
| --- | --- | --- | --- |
| 01 | rename | 重命名文件 | `os.rename(源文件名, 目標文件名)` |
| 02 | remove | 刪除文件 | `os.remove(文件名)` |
目錄操作
| 序號 | 方法名 | 說明 | 示例 |
| --- | --- | --- | --- |
| 01 | listdir | 目錄列表 | `os.listdir(目錄名)` |
| 02 | mkdir | 創建目錄 | `os.mkdir(目錄名)` |
| 03 | rmdir | 刪除目錄 | `os.rmdir(目錄名)` |
| 04 | getcwd | 獲取當前目錄 | `os.getcwd()` |
| 05 | chdir | 修改工作目錄 | `os.chdir(目標目錄)` |
| 06 | path.isdir | 判斷是否是文件 | `os.path.isdir(文件路徑)`
> 提示：文件或者目錄操作都支持 相對路徑 和 絕對路徑
04. 文本文件的編碼格式（科普）
文本文件存儲的內容是基於 字符編碼 的文件，常見的編碼有 `ASCII` 編碼，`UNICODE` 編碼等
> Python 2.x 默認使用 `ASCII` 編碼格式
> Python 3.x 默認使用 `UTF-8` 編碼格式
4.1 ASCII 編碼和 UNICODE 編碼
`ASCII` 編碼
計算機中只有 `256` 個 `ASCII` 字符
一個 `ASCII` 在內存中佔用 1 個字節 的空間
`8` 個 `0/1` 的排列組合方式一共有 `256` 種，也就是 `2 8`
`UTF-8` 編碼格式
計算機中使用 1~6 個字節 來表示一個 `UTF-8` 字符，涵蓋了 地球上幾乎所有地區的文字
大多數漢字會使用 3 個字節 表示
`UTF-8` 是 `UNICODE` 編碼的一種編碼格式
4.2 Ptyhon 2.x 中如何使用中文
> Python 2.x 默認使用 `ASCII` 編碼格式
> Python 3.x 默認使用 `UTF-8` 編碼格式
在 Python 2.x 文件的 第一行 增加以下代碼，解釋器會以 `utf-8` 編碼來處理 python 文件
```python
- coding:utf8 -
> 這方式是官方推薦使用的！
也可以使用
```python
coding=utf8
unicode 字符串
在 `Python 2.x` 中，即使指定了文件使用 `UTF-8` 的編碼格式，但是在遍歷字符串時，仍然會 以字節為單位遍歷 字符串
要能夠 正確的遍歷字符串，在定義字符串時，需要 在字符串的引號前，增加一個小寫字母 `u`，告訴解釋器這是一個 `unicode` 字符串（使用 `UTF-8` 編碼格式的字符串）
```python
- coding:utf8 -
在字符串前，增加一個 `u` 表示這個字符串是一個 utf8 字符串
hello_str = u"你好世界"
print(hello_str)
for c in hello_str:
print(c)