7.文件操作1.1 文件的基本概念在计算机中，文件是存储在磁盘上的数据集合。文件可以包含各种类型的数据，如文本、图像、

1.1 文件的基本概念

在计算机中，文件是存储在磁盘上的数据集合。文件可以包含各种类型的数据，如文本、图像、音频、视频或程序代码。文件系统通过文件名和文件路径来定位和管理文件。文件名通常包含文件的名称和扩展名，扩展名用于表示文件的类型（例如 .txt 表示文本文件，.jpg 表示图像文件）。文件路径可以是绝对路径（从文件系统的根目录开始）或相对路径（相对于当前工作目录）。在编写程序的时候，数据是以二进制的形式存储在内存的，将数据写到磁盘文件的过程称之为持久化。

1.1.1 文件的分类

纯文本文件 有统一的编码，可以被看做存储在磁盘上的长字符串。纯文本文件编码格式常见的有 ASCII、ISO-8859-1、GB2312、GBK、UTF-8、UTF-16 等。
二进制文件 没有统一的字符编码，直接由 0 与 1 组成。如图片文件（jpg、png），视频文件（avi）等。

1.1.2 文件的路径

相对路径 从当前位置到指定位置的路径。如：./hello_world.py
- ./ 代表当前路径。
- ../ 代表上一级路径。
绝对路径 从根目录到指定位置的路径。如：E:/Hello/hello.py

1.2 文件的打开与关闭

1）打开文件

使用 open() 打开或创建文件，该方法执行完毕之后返回的是一个 file 对象。

（1）常用形式

open(文件名, 模式)

python
f = open("test.txt", "w")

模式	说明
`r`	读写方式：只读，文件若不存在会报错。默认此模式
`w`	读写方式：写入，写入前清空原有数据。文件不存在会创建文件
`a`	读写方式：追加写入，在原有数据后追加，文件不存在会创建文件
`x`	读写方式：创建新文件并写入，文件若已存在会报错
`b`	编码方式：以二进制打开。一般用于非文本文件如图片等
`t`	编码方式：以文本模式打开，默认此模式
`+`	能读能写

（2）完整形式

python
open(
    file,          # 文件路径
    mode="r",      # 文件打开模式
    buffering=-1,  # 缓冲
    encoding=None, # 文本编码方式，一般用utf8
    errors=None,   # 报错级别
    newline=None,  # 区分换行符
    closefd=True,  # 传入的file参数类型
    opener=None,   # 设置自定义开启器，开启器的返回值必须是一个打开的文件描述符
)

2）关闭文件

python
f.close()

1.3 文件读写

1.3.1 写数据

python
# 打开文件
f = open("test.txt", "w")
# 写入数据
f.write("hello world\n")
f.write("nihao python\n")
# 关闭文件
f.close()

1.3.2 读数据

1）read

read([size]) 可以从文件中读取数据，size 表示要从文件中读取的数据的长度（单位是字节），如果没有传入 size 则读取文件中所有的数据。

python
# 打开文件
f = open("test.txt", "rt")
# 读取文件所有数据 
print(f.read())
# 关闭文件
f.close()
print("-" * 20)
f = open("test.txt", "rt")
# 读取文件5个字节数据
print(f.read(5))
print(f.read(8))
f.close()

2）readline

readline([size]) 可以从文件中读取整行数据，也可以通过 size 设置读取数据的长度。

python
f = open("test.txt", "rt")
print(f.readline())
print(f.readline(1))
print(f.readline(1))
f.close()

3）readlines

readlines([size]) 读取所有行并返回列表，若给定 size>0，返回总和大约为 size 字节的行，实际读取值可能比 size 大。

python
f = open("test.txt", "r", encoding="utf-8")
print(f.readlines())
f.close()

1.4 常用函数

文件操作函数

函数	说明
`file.seek(offset[,from])`	移动偏移量并返回新的绝对位置。 `offset`：移动的字节数，如果是负数表示从倒数第几位开始。 `from`：从哪个位置开始移动；0为开头，1为当前位置，2为末尾。from不为0时需使用'b'二进制模式打开文件。
`file.tell()`	返回当前偏移量
`file.truncate([size])`	从开头开始截断文件为size个字符，无size表示从当前位置截断。windows系统下的换行大小2个字符
`file.writelines(seq)`	将序列中字符串写入文件，需要自己加入换行符
`file.readable()`	如果可以读取文件则返回True
`file.writeable()`	如果可以写入文件则返回True
`file.seekable()`	如果文件支持随机访问则返回True

OS 模块常用函数

函数	说明
`os.rename(old,new)`	重命名文件
`os.remove(file)`	删除文件
`os.mkdir(dir)`	创建目录，不支持递归创建
`os.makedirs(dir)`	递归创建目录
`os.getcwd()`	获取当前路径
`os.chdir(dir)`	进入指定目录
`os.listdir(dir)`	获取目录下文件和目录列表
`os.rmdir(dir)`	删除空目录
`os.removedirs(dir)`	递归删除空目录
`os.path.abspath(path)`	将相对路径转换为绝对路径
`os.path.basename(path)`	获取路径中的文件名部分
`os.path.dirname(path)`	获取路径中的目录部分
`os.path.join(*paths)`	拼接多个路径，自动处理路径分隔符
`os.path.split(path)`	将路径分割为目录和文件名的元组
`os.path.splitext(path)`	将路径分割为文件名和扩展名的元组
`os.path.exists(path)`	判断路径是否存在
`os.path.isfile(path)`	判断路径是否为文件
`os.path.isdir(path)`	判断路径是否为目录
`os.path.getsize(path)`	获取文件的大小，以字节为单位
`os.path.getatime(path)`	获取文件的最后访问时间
`os.path.getmtime(path)`	获取文件的最后修改时间

1）os.walk() 递归遍历目录

（1）用法

python
# 返回一个3元组(dirpath文件夹路径, dirnames文件夹名字, filenames文件名)
os.walk(
    top,                # 根目录
    topdown=True,       # 可选，默认为True:自顶向下，False:自底向上
    onerror=None,       # 可选，是一个函数
    followlinks=False,  # 可选，设置为True则通过软链接访问目录
)

（2）案例：递归遍历当前路径下所有目录和文件

python
import os
for root, dirs, files in os.walk(os.getcwd()):
    print("当前路径：", root)
    print("目录：", dirs)
    print("文件：", files)
    print()

1.5 案例：文件拷贝

基础方式

python
# source_file : 源文件路径
# dest_file: 目的地文件路径
def copyFile(source_file_path, dest_file_path):
    # 打开源文件
    source_file = open(source_file_path, 'rb')
    # 读取源文件中的内容
    content = source_file.read()
    # 打开目的地文件
    dest_file = open(dest_file_path, 'wb')
    # 将读取到的数据写入到目的地
    dest_file.write(content)
    # 关闭源文件
    source_file.close()
    # 关闭目的地文件
    dest_file.close()
copyFile("D:/mv.png", "E:/mv.png")

TIP

优化方式（流式读取） ：上面那种一次性 read() 的方式遇到大文件会撑爆内存。下面的方式每次只读一小块，极大减小内存压力。

python
# source_file : 源文件路径
# dest_file: 目的地文件路径
def copyFile(source_file_path, dest_file_path):
    # 打开源文件
    source_file = open(source_file_path, 'rb')
    # 打开目的地文件
    dest_file = open(dest_file_path, 'wb')
    
    # 每次读取 1024 字节（1KB）
    content = source_file.read(1024)
    while content:
        # 将读取到的数据写入到目的地
        dest_file.write(content)
        # 继续从源文件读取数据
        content = source_file.read(1024)
        
    # 关闭源文件和目的地文件
    source_file.close()
    dest_file.close()
copyFile("D:/mv.png", "E:/mv.png")