作者：billy
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基本文件操作
- 打开文件
在 Python 中，内置了文件（File）对象。在使用文件对象时，首先需要通过内置的 open() 方法创建一个文件对象，然后通过该对象提供的方法进行一些基本文件操作。open() 函数的基本语法格式如下：
file = open(fileName[,mode[,bufferung]])
file：被创建的文件对象；
fileName：要创建或打开的文件名称，需要使用单引号或双引号括起来。如果要打开的文件和当前文件在同一个目录下，那么直接写文件名即可，否则需要制定完整路径；
mode：可选参数，用于指定文件的打开模式，默认打开模式为只读（即r）。mode 参数的参数值说明如下表所示：
| 值 | 说明 | 注意 |
|---|---|---|
| r | 以只读模式打开文件，文件的指针将会放在文件的开头 | 文件必须存在 |
| rb | 以二进制格式打开文件，并且采用只读模式，文件的指针将会放在文件的开头，一般用于非文本文件，如图片，声音等 | 文件必须存在 |
| r+ | 打开文件后，可以读取文件的内容，也可以写入新的内容覆盖原有内容（从文件开头进行覆盖） | 文件必须存在 |
| rb+ | 以二进制格式打开文件，并且采用读写模式，文件的指针将会放在文件的开头，一般用于非文本文件，如图片、声音等 | 文件必须存在 |
| w | 以只写模式打开文件 | 文件存在，则将其覆盖，否则创建新文件 |
| wb | 以二进制格式打开文件，并且采用只写模式，一般用于非文本文件，如图片、声音等 | 文件存在，则将其覆盖，否则创建新文件 |
| w+ | 打开文件后，先清空原有内容，使其变为一个空的文件，对这个空文件有读写权限 | 文件存在，则将其覆盖，否则创建新文件 |
| wb+ | 以二进制格式打开文件，并且采用读写模式，一般用于非文本文件，如图片、声音等 | 文件存在，则将其覆盖，否则创建新文件 |
| a | 以追加模式打开一个文件，如果改文件已经存在，文件指针将放在文件的末尾（即新内容会被写入已有内容之后），否则，创建新文件用于写入 | 暂无 |
| ab | 以二进制格式打开文件，并且采用追加模式，如果该文件已经存在，文件指针将放在文件的末尾（即新内容会被写入到已有内容之后），否则，创建新文件用于写入 | 暂无 |
| a+ | 以读写模式打开文件，如果该文件已经存在，文件指针将放在文件的末尾（即新内容会被写入已有内容之后），否则，创建新文件用于读写 | 暂无 |
| ab+ | 以二进制格式打开文件，并且采用追加模式，如果该文件已经存在，文件指针将放在文件的末尾（即新内容会被写入到已有内容之后），否则，创建新文件用于读写 | 暂无 |
buffering：可选参数，用于指定读写文件的缓冲模式，值为 0 表示不缓存，值为 1 表示缓存，如果大于 1 则表示缓冲区的大小，默认为缓存模式；
示例：
file1 = open('message.txt', 'w') # 使用 w、w+、a、a+ 方式打开文件，如果文件不存在则创建文件
file2 = open('picture.png', 'rb') # 以二进制格式打开非文本文件
file3 = open('notice.txt', 'r', encoding='utf-8') # 指定编码格式打开文件
open() 函数默认 GBK 编码，也可以指定其他编码，如 ‘utf-8’
- 关闭文件
打开文件后，需要及时关闭，以免对文件造成不必要的破坏。关闭文件可以使用文件对象 的 close() 方法实现。close() 方法会先刷新缓冲区中还没有写入的信息，然后再关闭文件，这样可以将没有写入文件的内容写入文件中。在关闭文件后，便不能再写入了。
为了避免忘记关闭文件，或者打开文件异常导致文件不能被及时关闭，可以使用 Python 提供的 with 语句，从而实现在处理文件时，无论是否抛出异常，都能保证 with 语句执行完毕后关闭已经打开的文件。with 语句的基本语法格式如下：
with expression as target:
with-body
expression：用于指定一个表达式，这里可以是打开文件的 open() 函数；
target：用于指定一个变量，并且将 expression 的结果保存到该变量中；
with-body：用于指定 with 语句体，其中可以是执行 with 语句后相关的一些操作语句，如果不想执行任何语句，可以直接使用 pass 语句代替；
示例：
with open('message.txt', 'w') as file:
pass
- 写入文件
Python 的文件对象提供了 write() 方法，可以向文件中写入内容，在写入文件后，一定要调用 close() 方法关闭文件，否则写入的内容不会保存到文件中，这是因为当我们在写入文件内容时，操作系统不会立刻把数据写入磁盘，而是先缓存起来，只有调用 close() 方法时，操作系统才会保证把没有写入的数据全部写入磁盘。
示例：
file = open('message.txt', 'a')
file.write("hello world !\n")
file.write("hello Python !")
file.close()
在向文件中写入内容后，如果不想马上关闭文件，也可以调用文件对象提供的 flush(0 方法，把缓冲区的内容写入文件，这样也能保证数据全部写入磁盘。
- 读取文件
Python 中的文件对象提供了 read() 方法来读取指定个数的字符，其语法格式如下：
file.read([size])
其中，size 为可选参数，用于指定要读取的字符个数，如果省略则一次性读取所有内容；
使用 read() 方法读取文件时，是从文件的开头读取的。如果想要读取部分内容，可以先试用文件对象的 seek() 方法将文件的指针移动到新的位置，然后再调用 read() 方法读取，seek() 方法的语法格式如下：
file.seek(offset[,whence])
file：表示已经打开的文件对象；
offset：用于指定移动的字符个数，其具体位置与 whence 有关；
whence：用于指定从什么位置开始计算。值为 0 表示从文件头开始计算，1 表示从当前位置开始计算，2 表示从文件尾开始计算，默认为 0；
示例：
if __name__ == '__main__':
with open('message.txt', 'r', encoding='utf-8') as file:
str1 = file.read(32)
print(str1)
str2 = file.read(60)
print(str2)
file.seek(3)
str3 = file.read(3)
print(str3)
上述例子的运行结果为：
问世间，情为何物，直教生死相许?
天南地北双飞客，老翅几回寒暑。
欢乐趣，离别苦，就中更有痴儿女。
君应有语，渺万里层云，千山暮雪，只影向谁去?
横汾路，寂寞当年箫鼓，荒烟依旧平楚。
世间，
有上述例子可知，read() 方法读取的字符个数，对于中文、英文、字符都视为 1 个字符；而 seek() 方法中 offset 的值是根据编码格式来的，比如上述中使用的是 ‘utf-8’ 编码，那么一个中文就占 3 个字符，如果设置 seek(1) 或者 seek(2) 再调用 read() 方法程序就会异常报错；
在使用 read() 方法读取文件时，如果文件很大，一次读取全部内容到内存，容易造成内存不足，所以我们通常会采用逐行读取，也可以读取全部行。读取全部行的作用与调用 read() 方法时不指定 size 类似，只不过读取全部行时，返回的是一个字符串列表，每个元素为文件的一行内容。
示例：
if __name__ == '__main__':
with open('message.txt', 'r', encoding='utf-8') as file:
number = 0
while True:
number += 1
line = file.readline()
if line == "":
break
print(number, line, end='')
print('\n')
file.seek(0)
message = file.readlines()
print(message)
print()
for line in message:
print(line, end='')
上述例子的运行结果为：
1 问世间，情为何物，直教生死相许?
2 天南地北双飞客，老翅几回寒暑。
3 欢乐趣，离别苦，就中更有痴儿女。
4 君应有语，渺万里层云，千山暮雪，只影向谁去?
5 横汾路，寂寞当年箫鼓，荒烟依旧平楚。
6 招魂楚些何嗟及，山鬼暗啼风雨。
7 天也妒，未信与，莺儿燕子俱黄土。
8 千秋万古，为留待骚人，狂歌痛饮，来访雁丘处。
['问世间，情为何物，直教生死相许?\n', '天南地北双飞客，老翅几回寒暑。\n', '欢乐趣，离别苦，就中更有痴儿女。\n', '君应有语，渺万里层云，千山暮雪，只影向谁去?\n', '横汾路，寂寞当年箫鼓，荒烟依旧平楚。\n', '招魂楚些何嗟及，山鬼暗啼风雨。\n', '天也妒，未信与，莺儿燕子俱黄土。\n', '千秋万古，为留待骚人，狂歌痛饮，来访雁丘处。']
问世间，情为何物，直教生死相许?
天南地北双飞客，老翅几回寒暑。
欢乐趣，离别苦，就中更有痴儿女。
君应有语，渺万里层云，千山暮雪，只影向谁去?
横汾路，寂寞当年箫鼓，荒烟依旧平楚。
招魂楚些何嗟及，山鬼暗啼风雨。
天也妒，未信与，莺儿燕子俱黄土。
千秋万古，为留待骚人，狂歌痛饮，来访雁丘处。
目录操作
目录也称文件夹，用于分层保存文件。在 Python 中，内置了 os 模块及其子模块 os.path 用于对目录或文件进行操作。导入该模块后，可以使用该模块提供的通用变量获取与系统相关的信息，常用的变量有以下几个：
- name：用于获取操作系统类型；
- linesep：用于获取当前操作系统上的换行符；
- sep：用于获取当前操作系统所使用的的路径分隔符；
os 模块提供的常用目录操作函数如下表所示：
| 函数 | 说明 |
|---|---|
| getcwd() | 返回当前的工作目录 |
| listdir(path) | 返回指定路径下的文件和目录信息 |
| mkdir(path [,mode]) | 创建目录 |
| makedirs(path1/path2…[,mode]) | 创建多级目录 |
| rmdir(path) | 删除目录（空目录） |
| removedirs(path1/path2…) | 删除多级目录 |
| chdir(path) | 把 path 设置为当前工作目录 |
| walk(top[,topdown[,onerror]]) | 遍历目录树，该方法返回一个元组，包括所有路径名、所有目录列表和文件列表 3 个元素 |
| abspath(path) | 用于获取文件或目录的绝对路径 |
| exists(path) | 用于判断目录或者文件是否存在，如果存在返回 True，否则返回 False |
| join(path, name) | 将目录与目录或者文件名拼接起来 |
| splitext() | 分离文件名和扩展名 |
| basename(path) | 从一个目录中提取文件名 |
| dirname(path) | 从一个路径中提取文件路径，不包括文件名 |
| isdir(path) | 用于判断是否为有效路径 |
高级文件操作
Python 内置的 os 模块除了可以对目录进行操作，还可以对文件进行一些高级操作，如下表所示：
| 函数 | 说明 |
|---|---|
| access(path, accessmode) | 获取对文件是否有指定的访问权限（读取/写入/执行权限）。accessmode 的值是 R_OK（读取）、W_OK（写入）、X_OK（执行）或F_OK（存在）。如果有指定的权限，则返回 1，否则返回 0 |
| chmod(path, mode) | 修改 path 指定文件的访问权限 |
| remove(path) | 删除 path 指定的文件路径 |
| rename(src, dst) | 将文件或目录 src 重命名为 dst |
| stat(path) | 返回 path 指定文件的信息 |
| startfile(path [, operation]) | 使用关联的应用程序打开 path 指定的文件 |
在计算机上创建文件后，该文件本身就会包含一些信息。例如，文件的最后一次访问时间、最后一次修改时间、文件大小等基本信息。通过 os 模块的 stat() 函数可以获取到文件的这些基本信息，stat() 函数返回的对象的常用属性如下表所示：
| 属性 | 说明 |
|---|---|
| st_mode | 保护模式 |
| st_ino | 索引号 |
| st_nlink | 硬链接号（被连接数目） |
| st_size | 文件大小，单位为字节 |
| st_dev | 设备名 |
| st_uid | 用户 ID |
| st_gid | 组 ID |
| st_atime | 最后一次访问时间 |
| st_mtime | 最后一次修改时间 |
| st_ctime | 最后一次状态变化时间（系统不同返回结果也不同，例如，在 Windows 操作系统下返回的是文件的创建时间） |
示例：
import os
def formatTime(longTime):
'''
功能：格式化日期时间
:param longTime: 要格式化的时间
:return: 格式化之后的时间
'''
import time
return time.strftime("%Y-%M-%D %H:%M:%S", time.localtime(longTime))
def formatByte(number):
'''
功能：格式化文件大小
:param number: 要格式化的字节数
:return: 格式化之后的文件
'''
for (scale, label) in [(1024*1024*1024,"GB"), (1024*1024,"MB"), (1024,"KB")]:
if number > scale: # 文件大于等于 1KB
return "%.2f %s" % (number*1.0/scale, label)
elif number == 1: # 文件等于 1KB
return "1 字节"
else: # 文件小于 1KB
byte = "%.2f" % (number or 0)
# 去掉结尾的.00，并且加上单位“字节”
return (byte[:-3] if byte.endswith('.00') else byte) + " 字节"
if __name__ == '__main__':
fileInfo = os.stat("picture.png") # 获取文件的基本信息
print("文件的完整路径为：", os.path.abspath("picture.png")) # 获取文件的完整路径
print("索引号：", fileInfo.st_ino)
print("设备名：", fileInfo.st_dev)
print("文件大小：", formatByte(fileInfo.st_size))
print("最后一次修改时间：", formatTime(fileInfo.st_atime))
print("最后一次访问时间：", formatTime(fileInfo.st_mtime))
print("最后一次状态变化时间：", formatTime(fileInfo.st_ctime))
上述例子的运行结果为：
文件的完整路径为： D:\Python\Demo\picture.png
索引号： 2533274790494109
设备名： 3162376725
文件大小： 44.04 KB
最后一次修改时间： 2020-09-08/25/20 20:09:34
最后一次访问时间： 2020-08-08/25/20 20:08:45
最后一次状态变化时间： 2020-09-08/25/20 20:09:34