永久存储：文件处理与路径处理

news/2024/11/7 9:31:16/
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💡大纲

⭕如何将数据永久的存放到硬盘上

👉不要打开文件，然后直接关闭文件，会导致截断

 一、如何操作文件

f = open("FishC.txt","w")
f.write("I Love Python\n") # 返回字符串长度
f.writelines(["I Love FishC\n","I Love my wife\n"])
f.close()f = open("FishC.txt","r+") # 以追加的模式，可读可写
f.readable() # true
f.writable() # Truefor each in f:print(each)f.read() # 读取是空字符串，因为文件指针在末尾EOFf.tell()f.seek(0) # 将文件指针移到开头f.readline()
f.read()
f.write("I Love Wifi")f.flush() # 不用关闭文档就能读取f.truncate(29) # 截取到29
f.close()

 

二、pathlib --- 面向对象的文件系统路径

💡pathlib 是 Python3.4 之后新添加的模块，它可以让文件和路径操作变得快捷方便，完美代替 os.path 模块。

（一）模块概述

💡提供了用于表示文件系统路径的类

  • 路径类       
    • 提供纯计算操作而不涉及 I/O 的 PurePath
    • 从纯路径继承而来但提供 I/O 操作的 Path

（二）基本用法

1、导入模块

from pathlib import Path

2、访问当前目录的路径：Path.cwd()

Path.cwd() # WindowsPath('c:/Users/13601/Desktop/My_Paper/Paper_Small')

3、创建一个文件对象并添加文件名

p = Path('c:/Users/13601/Desktop/My_Paper/Paper_Small')
q = p / "FishC.txt"

 4、判断文件对象是不是文件夹/文件：文件对象.is_dir()/文件对象.is_file()

p.is_dir() # True
q.is_file() # True

5、判断路径是否存在：文件对象.exists()

p.exists() # True
Path("c:/404").exists() # False

 6、获取目录路径的最后一部分：文件对象.name

p.name # 'Paper_Small'
q.name # 'FishC.txt'

7、获取文件名：文件对象.stem

q.stem # 'FishC'

 8、获取文件后缀：文件对象.suffix

q.suffix # '.txt'

9、获取父级目录 ：文件对象.parent

p.parent # WindowsPath('c:/Users/13601/Desktop/My_Paper')
q.parent

10、获取逻辑祖先路径构成的序列 

ps = p.parents 
for each in ps:print(each)
''' 
c:\Users\13601\Desktop\My_Paper
c:\Users\13601\Desktop
c:\Users\13601
c:\Users
c:\
'''ps[0] # WindowsPath('c:/Users/13601/Desktop/My_Paper')

 11、将路径的各个组件拆分为元组：文件对象.parts

p.parts # ('c:\\', 'Users', '13601', 'Desktop', 'My_Paper', 'Paper_Small')

12、查询文件或文件夹的信息：文件对象.stat()

p.stat()

⭕相对路径与绝对路径

13、.表示当前目录，..表示上级目录

Path("./VMD_Source") # WindowsPath('VMD_Source')
Path("../VMD— python.txt") # WindowsPath('../VMD— python.txt') 上一级目录中的

14、将相对路径转换为绝对路径：文件对象.resolve()

Path("./VMD_Source").resolve() 
# WindowsPath('C:/Users/13601/Desktop/My_Paper/Paper_Small/VMD_Source')

15、获取当前路径下所有子文件和子文件夹：文件对象.iterdir()

p.iterdir()
for each in p.iterdir():print(each) # 获得所有的子文件/文件夹

💡获取所有的子文件夹，并组成一个列表

[x for x in p.iterdir() if x.is_dir()]
'''
[WindowsPath('c:/Users/13601/Desktop/My_Paper/Paper_Small/.vscode'),WindowsPath('c:/Users/13601/Desktop/My_Paper/Paper_Small/All_Paper_Read'),WindowsPath('c:/Users/13601/Desktop/My_Paper/Paper_Small/pyswarm'),WindowsPath('c:/Users/13601/Desktop/My_Paper/Paper_Small/VMD_Source'),WindowsPath('c:/Users/13601/Desktop/My_Paper/Paper_Small/__pycache__'),WindowsPath('c:/Users/13601/Desktop/My_Paper/Paper_Small/论文综述')]
'''

16、创建文件夹/文件

💡 在一个文件对象p后面加 / 和想要创建的文件名得到文件对象n，然后调用n.mkdir()进行创建，得到的新文件夹就是在当前目录路径下的

👉如果想要创建的文件夹已经存在，再创建的话会报错，可以设置参数exist_ok=True

👉如果想要创建的文件夹有多个虚假的父级目录也会报错，可以设置参数parents=True

n = p/"FishC"
n.mkdir()
n.mkdir(exist_ok=True) # 重复创建不会报错n = p/"FishC/A/B/C"
n.mkdir(parents=True,exist_ok=True) 
# "C:\Users\13601\Desktop\My_Paper\Paper_Small\FishC\A\B\C" 直接创建虚假的父级目录
n = n / "FishC.txt"
f = n.open('w')
f.write("I Love FishC.")
f.close()

17、删除文件/文件夹：文件对象.unlink()/文件对象.parent.rmdir()

n.unlink() # 删除待删除文件夹里面的文件
n.parent.rmdir() # 删除n的父级文件夹

 18、查找文件：文件对象.glob(查找内容)

p = Path('.') # 访问当前目录
p.glob("*.txt") # 查找后缀为.txt的文件
list(p.glob("*.txt")) # [WindowsPath('FishC.txt')]
list(p.glob("*/*.pdf")) # 当前路径下的下一级目录中所有包含.pdf后缀的文件
list(p.glob("**/*.pdf")) # 查找当前目录以及该目录下的所有子目录

三、with语句和上下文管理器

（一）文件的打开

💡首先需要知道文件打开的通用格式是什么

with open("文件路径", "文件打开模式", encoding = "操作文件的字符编码") as f:"对文件进行相应的读写操作"

👉文件路径：相对路径、绝对路径

👉文件打开模式：只读、只写、追加、可读可写、二进制模式、文本模式等（后续会详细说明）

👉字符编码：utf-8（万国码）、gbk（中文编码）

👉文件对应的读写操作就涉及到相关函数了（后续详细说）

👉f 是创建的文件对象吧（我理解为文件指针，指向打开的文件）

⚠️这是使用with块的原因是，with块在执行完毕后，自动对文件进行关闭操作

1、文件路径

👉如果文件与程序不在同一文件夹中，一般需要用到绝对路径来进行访问

👉程序与文件在同一文件夹，可简化成文件名，使用相对路径

2、打开模式

⚠️打开模式可以缺省，默认为只读模式

  • "r" ：只读模式，如文件不存在，报错

  • "w"：覆盖写模式，如文件不存在，则创建；如文件存在，则完全覆盖原文件

  • "x"：创建写模式，如文件不存在，则创建；如文件存在，报错

  • "a"：追加写模式，如文件不存在，则创建；如文件存在，则在原文件后追加内容

  • "b"：二进制文件模式，不能单独使用，需要配合使用如"rb"，"wb"，"ab"，该模式不需指定encoding

  • "t"：文本文件模式，默认值，需配合使用 如"rt"，"wt"，"at"，一般省略，简写成如"r"，"w"，"a"

  • "+"：与"r","w","x","a"配合使用，设置为可读可写

💡二进制文件 

# 图片：二进制文件，不需要字符编码
with open("test.jpg", "rb") as f:    print(len(f.readlines())) # 将每行列为列表计算长度

3、字符编码

👉万国码（utf-8）：包含全世界所有国家需要用到的字符

👉中文编码（gbk）：解决中文编码问题

⚠️在windows系统下，如果缺省，则默认为gbk，并且不建议缺省encoding

⚠️解码模式要匹配

（二）文件的读取

1、读取整个内容---f.read() 读取数据的长度（单位：字节）

with open("测试文件_utf.txt", "r", encoding="utf-8") as f:      text = f.read()                                                   print(text)

2、逐行进行读取---f.readline()

with open("测试文件_gbk.txt", "r", encoding="gbk") as f:     for i in range(3): # 读取前三行text = f.readline() # 每次只读取一行print(text) # 这种方式会有两次换行，原文一次（如果文件中有换行的话），print自带一次print(text, end="") # 保留原文的换行，使print()的换行不起作用

3、读入所有行，以每行为元素形成一个列表---f.readlines()

with open("测试文件_gbk.txt", "r", encoding="gbk") as f:text = f.readlines() # 注意每行末尾有换行符print(text, end="") # 使print()的换行不起作用  
'''
['临江仙·滚滚长江东逝水\n', '滚滚长江东逝水，浪花淘尽英雄。\n', '是非成败转头空。\n', '\n', '青山依旧在，几度夕阳红。\n', '白发渔樵江渚上，惯看秋月春风。\n', '一壶浊酒喜相逢。\n', '古今多少事，都付笑谈中。\n']
'''

⭕总结

  • 文件比较大时，read()和readlines()占用内存过大，不建议使用
  • readline用起来不是很方便
  • 可以通过从迭代对象中取值的方式读取
with open("测试文件_gbk.txt", "r", encoding="gbk") as f:     for text in f: # f本身就是一个可迭代对象，每次迭代读取一行内容 print(text,end="")

（三）文件的写入

1、向文件写入一个字符串或字节流（二进制）---f.write()

with open("测试文件.txt", "w", encoding="utf-8") as f:                      f.write("啦啦啦啦啦啦\n") # 如需换行，末尾加换行符\n

⚠️如果文件存在，新写入内容会覆盖掉原内容，一定要注意！！！

⚠️文件不存在则立刻创建一个

👉以追加"a" 的模式写入，在原文的末尾开始写入

with open("测试文件.txt", "a", encoding="utf-8") as f:                      f.write("姑娘你别哭泣\n")        f.write("我俩还在一起\n")        f.write("今天的欢乐\n")f.write("将是明天创痛的回忆\n")

2、将一个元素为字符串的列表整体写入文件---f.writelines()

⚠️与readlines()相对应

ls = ["春天刮着风", "秋天下着雨", "春风秋雨多少海誓山盟随风远去"] # 需要换行就加\n
with open("测试文件.txt", "w", encoding="utf-8") as f:f.writelines(ls)
# 春天刮着风秋天下着雨春风秋雨多少海誓山盟随风远去

（四）可读可写

💡对于文件的创建与否，仍然以未加+的打开模式为准

1、"r+"

  • 如果文件名不存在，则报错

  • 指针在开始，需要要把指针移到末尾才能开始写，否则会覆盖前面内容

⭕ 将指针移到末尾的方法

👉第一种：将文件内容全部读取一遍，这猴子那个方法很笨，不建议

for line in f:print(line) # 全部读一遍后，指针到达结尾

 👉第二种：可以将指针移到末尾f.seek(偏移字节数,位置(0：开始；1：当前位置；2：结尾))

with open("测试文件.txt", "r+", encoding="gbk") as f:f.seek(0,2) text = ["啦啦啦啦啦，\n", "噜噜噜噜。\n"]f.writelines(text)

2、"w+"

  • 若文件不存在，则创建

  • 若文件存在，会立刻清空原内容！！！

with open("测试文件.txt", "w+", encoding="gbk") as f:pass # 文件存在，清空原内容with open("测试文件.txt", "w+", encoding="gbk") as f:text = ["啦啦啦啦啦，\n", "噜噜噜噜。\n"]f.writelines(text) # 写入新内容，指针在最后f.seek(0,0) # 指针移到开始print(f.read()) # 读取内容

3、"a+"

  • 若文件不存在，则创建

  • 指针在末尾，添加新内容，不会清空原内容

with open("测试文件.txt", "a+", encoding="gbk") as f:f.seek(0,0) # 因为是追加的形式，所以要把指针移到开始进行读取print(f.read()) # 读取内容with open("测试文件.txt", "a+", encoding="gbk") as f:text = ["啦啦啦啦啦，\n", "噜噜噜噜。\n"]f.writelines(text) # 指针在最后,追加新内容 f.seek(0,0) # 指针移到开始print(f.read()) # 读取内容

（五）数据的存储与读取（了解即可）

💡两种数据存储结构csv和json

1、csv格式

👉由逗号将数据分开的字符序列，可以由excel打开

# 读取
with open("成绩单.csv", "r", encoding="gbk") as f:ls = [] for line in f: # 逐行读取ls.append(line.strip("\n").split(",")) # 去掉每行的换行符，然后用“,”进行分割
for res in ls:print(res)
'''
['编号', '数学成绩', '语文成绩']
['1', '100', '98']
['2', '96', '99']
['3', '97', '95']
'''# 写入
ls = [['编号', '数学成绩', '语文成绩'], ['1', '100', '98'], ['2', '96', '99'], ['3', '97', '95']]
with open("score.csv", "w", encoding="gbk") as f: for row in ls:                                  f.write(",".join(row)+"\n") # 用逗号组合成字符串形式，末尾加换行符

2、json格式

👉常用来存储字典类型

import json
scores = {"Petter":{"math":96 , "physics": 98},"Paul":{"math":92 , "physics": 99},"Mary":{"math":98 , "physics": 97}}# 写入---dump()
with open("score.json", "w", encoding="utf-8") as f: # 写入整个对象 # indent 表示字符串换行+缩进 ensure_ascii=False 显示中文json.dump(scores, f, indent=4, ensure_ascii=False)  # 读取---load()
with open("score.json", "r", encoding="utf-8") as f:                                         scores = json.load(f) # 加载整个对象for k,v in scores.items():print(k,v)
'''
Petter {'math': 96, 'physics': 98}
Paul {'math': 92, 'physics': 99}
Mary {'math': 98, 'physics': 97}
'''

（六）将python对象序列化：pickle

💡将python对象转换为二进制字节流

import picklex,y,z = 1,2,3
s = "FishC"
l = ["小甲鱼",520,3.14]
d = {"one":1,"two":2}with open("data.pkl",'wb') as f:pickle.dump((x,y,z,s,l,d),f)
import picklewith open("data.pkl",'rb') as f:x,y,z,s,l,d = pickle.load(f)print(x,y,z,s,l,d,sep='\n')

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