编码格式介绍

• 常见的字符编码格式

  • python的解释器使用的是Unicode（内存）

  • .py文件在磁盘上使用UTF-8存储（外存）

    • ASCII ：7位表示一个字符，最高位为0，只能表示128个字符

    • ISO8859-1 ：8位表示1个字符，能表示256个字符，兼容 ASCII

    • Unicode ：定长编码，2个字节表示一个字符

    • UTF-8 ：变长编码，1-4个字节表示1个字符，英文1个字节，汉字3个字节

    • GB2312 、 GBK 、 GB18030 ： 兼容ISO8859-1，英文1个字节，汉字2个字节

    graph LR
    A(ASCII)--> B(ISO8859-1)
    B --> D(GB2312)
    B --> E(UTF-8)
    B --不兼容--> C(Unicode)
    subgraph "兼容ISO8859-1，英文1个字节，汉字2个字节"
    D --> F(GBK) --> G(GB18030)
    end
    E -.- |UTF-8是Unicode的实现| C
    

文件的读写原理

• 文件的读写俗称“IO操作”

• 文件读写操作流程

• 操作原理

  graph TB
  A(python操作文件)--> B(打开或新建文件) --> C("读、写文件") --> D(关闭资源)
  subgraph 系统
  E(.py文件)-->F(解释器)-->G(OS)
  end
  G--操作-->H(硬盘)
  

文件读写操作

• 内置函数 open() 创建文件对象，语法规则 file = open( filename [,mode,encoding] )

  python
  file = open('a.txt', 'r')
  print(file.readlines())  # 把读取的文件放到列表中
  file.close()
  

• 常用的文件打开模式，按文件中数据的组织形成，文件分为以下两大类

  • 文本文件：存储的是普通的“字符”文本，默认为unicode字符集，可以使用记事本打开

    python
    file = open('b.txt', 'w')
    print(file.write('python'))
    file.close()
    
    file = open('b.txt', 'a')
    print(file.write('python'))
    file.close()
    

  • 二进制文件：把数据内容用“字节”进行存储，无法用记事本打开，必须使用专用的软件打开，举例：mp3音频文件，jpg图片文件，.doc文档等

    python
    src_file = open('logo.png', 'rb')
    target_file = open('copylogo.png', 'wb')
    target_file.write(src_file.read())
    target_file.close()
    src_file.close()
    

  打开模式	描述
  r	以只读模式打开文件，文件的指针将会放在文件的开头
  w	以只写模式打开文件，如果文件不存在则创建，如果文件存在，则覆盖原有内容，文件指针在文件的开头
  a	以追加模式打开文件，如果文件不存在则创建，文件指针在文件开头，如果文件存在，则在文件末尾追加内容，文件指针在原文件末尾
  b	以二进制方式打开文件，不能单独使用，需要与其他模式一起使用，rb或者wb
  +	以读写方式打开文件，不能单独使用，需要与其他模式一起使用，a+

文件对象常用的方法

• 文件对象的常用方法

  方法名	说明
  read([size])	从文件中读取size个字节或字符的内容返回。若省略[size]，则读取到文件末尾，即一次读取文件所有内容
  readline()	从文本文件中读取一行内容
  readlines()	从文本文件中每一行都作为独立的字符串对象，并将这些对象放入列表返回
  write(str)	将字符串str内容写入文件
  writelines(s_list)	将字符串列表s_list写入文本文件，不添加换行符
  seek(offset[,whence])	把文件指针移动到新的位置，offset表示相对于whence的位置： offset：为正往结束方向移动，为负往开始方向移动 whence不同的值代表不同含义： 0：从文件头开始计算（默认值） 1：从当前位置开始计算 2：从文件尾开始计算
  tell()	返回文件指针的当前位置
  flush()	把缓冲区的内容写入文件，但不关闭文件
  close()	把缓冲区的内容写入文件，同时关闭文件，释放文件对象相关资源

  python
  file = open('a.txt', 'r')
  print(file.read(2))  # 读取两个字符
  print(file.readline())  # 读取一行
  print(file.readlines())  # 列表方式输出
  file.close()
  
  file = open('c.txt', 'a')
  lst = ['java', 'go', 'python']
  file.writelines(lst)  # 把列表内容追加到c.txt文件
  file.close()
  
  file = open('a.txt', 'r')
  file.seek(2)  # 跳过2个字节
  print(file.read())
  file.close()
  
  file = open('c.txt', 'r')
  file.seek(2)
  print(file.read())
  print(file.tell())  # 返回文件指针的当前位置
  file.close()
  
  file = open('d.txt', 'a')
  file.write('hello')
  file.flush()  # flush不关闭文件，后面还可以继续使用这个文件
  file.write('world')
  file.close()
  

with语句（上下文管理器）

• with语句可以自动管理上下文资源，不论什么原因跳出with块，都能确保文件正确的关闭，以此来达到释放资源的目的

• 一个类对象实现了 __enter__() 方法和 __exit__() 方法，该类对象遵守了上下文管理协议，这个类的实例对象就称为 上下文管理器 ，离开运行时上下文，自动调用上下文管理器的特殊方法 __exit__()

  python
  with open('a.txt', 'r') as file:  # with后和as前的内容 open('a.txt', 'r') 称为上下文表达式，结果为上下文管理器
      print(file.read())
  
  '''
  MyContentMgr实现了特殊方法 __enter__() 和 __exit__() 称为该类对象遵守了上下文管理协议，这个类的实例对象就称为 上下文管理器
  MyContentMgr()  # 创建实例对象
  '''
  class MyContentMgr(object):
      def __enter__(self):
          print('enter方法被调用执行了')
          return self
  
      def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
          print('exit方法被调用执行了')
  
      def show(self):
          print('show方法被调用执行了')
  
  with MyContentMgr() as file:  # 相当于file=MyContentMgr()
      file.show()
  
      
  with open('logo.png', 'rb') as src_file:  # 使用with拷贝图片
      with open('copylogo.png', 'wb') as target_file:
          target_file.write(src_file.read())
  

目录操作

• os 模块是python内置的与操作系统功能和文件系统相关的模块，该模块中的语句的执行结果通常与操作系统有关，在不同的操作系统上运行，得到的结果可能不一样

• os模块 与 os.path模块 用于对目录或文件进行操作

python
import os
os.system('notepad.exe')  # 打开记事本，可以调用系统的应用程序，退出程序后才可以继续执行后面代码
os.startfile('C:\\Windows\\system32\\notepad.exe')  # 直接调用可执行文件，不等待程序退出继续执行

• os模块 操作目录相关函数

  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
  removedirs(path1/path2...)	删除多级目录
  chdir(path)	将path设置为当前工作目录

  python
  import os
  print(os.getcwd())
  lst = os.listdir('test')
  print(lst)
  # os.mkdir('newdir')
  # os.makedirs('A/B/C')
  # os.rmdir('newdir')
  # os.removedirs('A/B/C')
  os.chdir('D:\code')```
  
  

• os.path 模块操作目录相关函数

  函数	说明
  abspath(path)	用于获取文件或目录的绝对路径
  exists(path)	用于判断文件或目录是否存在，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)	用于判断是否为路径

  python
  import os.path
  print(os.path.abspath('logo.png'))
  print(os.path.exists('logo.png'), os.path.exists('logo.ico'))
  print(os.path.join('D:\\code', 'logo.png'))
  print(os.path.split('D:\\code\\logo.png'))  # 分离目录和文件
  print(os.path.splitext('logo.png'))
  print(os.path.basename('D:\\code\\logo.png'))
  print(os.path.dirname('D:\\code\\logo.png'))
  print(os.path.isdir('D:\\code\\logo.png'))
  
  # 列出指定目录下的所有py文件
  import os
  path = os.getcwd()
  lst = os.listdir(path)
  for filename in lst:
      if filename.endswith('.py'):
          print(filename)
  
  # os.walk(path) 可以遍历指定目录下的所有文件和目录
  import os
  path = os.getcwd()
  lst_files = os.walk(path)
  for dirpath, dirname, filename in lst_files:
      '''print(dirpath)
      print(dirname)
      print(filename)
      print('--------------------------')'''
      for dir in dirname:
          print(os.path.join(dirpath, dir))
      print('---------------------------')
      for file in filename:
          print(os.path.join(dirpath, file))
      print('---------------------------')
  

知识点总结

graph LR
A(编码格式)--> B(内存为Unicode)
A --> C(.py文件为utf-8)
D(目录操作) --> E(os模块)
D --> F(os.path模块)
G(文件操作) --> H(写)
G --> I(读)
G --> J(打开模式)
H --> K("writelines()")
H --> L("write()")
I --> M("read()")
I --> N("readline()")
I --> O("readlines()")
J --> P(只读r)
J --> Q(只写w)
J --> R(追加a)
J --> S(二进制b)