文件处理的基本流程

一，基本操作

"""
1,打开文件，由应用程序向操作系统发起系统调用open，操作系统打开该文件。
例如：
file = open('a.txt',mode='r',encoding='utf-8') 
这里的file是一个变量名，占用应用程序内存空间，一般简写为f

2,调用文件对象下的读/写方法，会被操作系统转换为读/写硬盘的操作
data = f.read()
data = f.write()

3,向操作系统发起关闭文件的请求，回收系统资源
f.close()
"""

二，资源回收与with的使用

"""
1,打开一个文件包含两部分资源：应用程序的变量f和操作系统打开的文件。在操作完毕一个文件时，必须把与该文件的两部分资源全部回收。
例如：
f.close()  #回收操作系统打开的文件资源
def f	   #回收应用程序级的变量

2，del f一定要发生在f.close()之后，否则就会导致操作系统打开的文件无法关闭，而python垃圾回收机制决定了我们无需考虑def f，所以这就要求我们，在操作完文件后，一定要记住f.close(),但是我们有时仍会忘记f.close(),因此python为我们提供了with关键字来帮我们管理上下文。

例如：
with open('a.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f：
	pass
在执行完子代码块后，with会自动执行f.close(),关闭文件，节约内存空间。

也可以用with同时打开多个文件，用逗号分隔开即可
例如：
with open('a.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as read_f,open('b.txt',mode='wt',encoding='utf-8') as write_f:
	data = read_f.read()
	write_f.write(data)
	
"""

三，指定字符编码

"""
没有指定encoding参数，操作系统会使用自己默认的编码，linux系统默认utf-8，windows系统默认gbk
例如：
with open('a.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f:
	res = f.read()
	print(res,type(res))
	
t模式会将f.read()读出的结果解码成unicode
"""

四，文件操作模式详解

简单易懂模式图

"""
1，r模式的使用
r只读模式：在文件不存在时则报错，文件存在时，文件内指针直接跳到文件开头。
with open('a.txt',mode='r',encoding='utf-8') as f:
	res = f.read()  # 会将文件的内容由硬盘全部读入内存，赋值给res。
	
2，w模式的使用
w只写模式：在文件不存在时会创建空文档，文档存在会清空文件，文件指针跑到文件开头。
with open('a.txt',mode='w',encoding='utf-8') as f:
	f.write('小猪佩奇\n')
	f.write('小猪乔治\n')
	f.write('小猪佩奇的\n弟弟\n')

在文件不关闭的情况下，连续的写入，后写的内容一定跟在前写内容的后面。如果重新以w模式打开文件，则会清空文件内容。

3，a模式的使用
a只追加写模式：在文件不存在时会创建空文档，文件存在会将文件指针直接移动到文件末尾
with open('a.txt',mode='a',encoding='utf-8') as f:
	f.write('9527\n')
	f.write('007\n')

4,w模式与a模式的异同：
相同点：在打开的文件不关闭的情况下，连续的写入，新的内容总会跟在前面写的内容之后。
不同点：以a模式重新打开文件，不会清空源文件内容，会将文件指针直接移动到文件末尾，新写的内容永远写在最后

5，代码小练习
name = input('输入名字：').strip()
password = input("输入密码：").strip()
with open('a.txt',mode='a',encoding='utf-8') as f:
    info = '%s:%s\n' %(name,password)
    f.write(info)
    
6,+模式的使用
+不能单独使用，必须配合r,w,a
# r+ w+ a+:可读可写
在平常，我们通常使用r/w/a，要么只读，要么只写，一般不用可读可写的模式
例如r+：
with open('a.txt',mode='rt+',encoding="utf-8") as f:
    print(f.read())
    f.write('佩奇')
例如w+：
with open('a.txt',mode='w+t',encoding='utf-8') as f:
    f.write('111\n')
    f.write('222\n')
    f.write('333\n')
    print('====>',f.read())
例如a+：
with open('a.txt',mode='a+t',encoding='utf-8') as f:
    print(f.read())
    f.write('444\n')
    f.write('5555\n')
    print(f.read())

"""

五，控制文件读写内容的模式

"""
强调：t和b不能单独使用，必须跟r/w/a连用

t： 文本模式（默认的模式）
1，读写文件都以str（unicode）为单位的
2，只能针对文本文件
3，必须指定encoding参数

b： 二进制模式
1，读写文件都是以bytes/二进制为单位的
2，可以针对所有文件
3，一定不能指定encoding参数

t模式与b模式对比
1，在操作纯文本文件方面t模式帮我们省去了编码与解码的环节，b模式则需要手动编码与解码，所以此时t模式更为方便。
2，在针对非文本文件时（如图片，视频，音频等）只能使用b模式

t模式的使用
如果我们指定的文件打开模式时r/w/a，其实默认就是rt/wt/at
例如：
with open('a.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f:
	res = f.read()
	print(type(res))	# 输出的结果为：<class 'str'>
	
with open('a.txt',mode='wt',encoding='utf-8') as f:
	s = 'abc'
	f.write(e)	# 写入的也必须是字符串类型
	
# 强调：t模式只能用于操作文本文件，无论读写，都应该以字符串为单位，而存取硬盘本质都是二进制的形式。

b模式的使用
读写都是以二进制单位
with open('a.txt',mode='rb') as f:
	data = f.read()
    print(type(data))	# 输出结果为：<class 'bytes'>
    
with open('a.txt',mode='wb') as f:
	content = 'hello'
	res =content.encode('utf-8')	res为bytes类型
	f.write(res)	b模式下写入文件的只能是bytes类型
	
例如：编写拷贝文件
copy_file = input("源文件路径：").strip()
paste_file = input("目标文件路径").strip()
with open(r'%s' %copy_file,mode='rb') as  read_f,open(r'%s' %paste_file,mode='wb') as write_f:
    for line in read_f:
        write_f.write(line)
"""

六，文件的循环读取

"""
1,while循环（可以控制自己每次读取的数据量）
with open(r'111.png',mode='rb') as f:
    while True:
        res=f.read(1024)    # 同一时刻只读入1024个Bytes到内存中
        if len(res) == 0:
            break
        print(len(res))
        
2，for循环（以行为单位，一行的内容过长时会导致一次性读入内存的数据过大）
with open(r'b.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f:
    for line in f:
        print(len(line))	# 同一时刻只读一行内容到内存中
        
with open(r'b.txt',mode='rb') as f:
    for line in f:
        print(line.decode('utf-8'))
"""

七，读写相关操作

"""
1,读操作
f.read()		# 读取所有内容，执行完该操作后，文件指针会移动到文件末尾
f.readline()	# 读取一行内容，光标移动到第二行首部
f.readlines()	# 读取多行内容，存放于列表中
强调：f.read()与f.readlines()都是将内容一次性读入，如果内容过大会导致内存溢出，若还想将内容全读入内存，则必须分多次读入。

2，写操作
f.write('11\n22\n')		# 针对文本模式的写，需要自己写换行符
f.write('11\n22\n').encode('utf-8')  	# 针对b模式的写，需要自己写换行符
f.writelines（）(一次写入多行)
例如：
with open('a.txt'.mode='wt',encoding='utf-8') as f:
    l=['11\n,'22','33']
       f.writelines(l)

3，b模式写入
with open('a.txt', mode='wb') as f:
    l = ['11\n'.encode('utf-8'),
         '22\n'.encode('utf-8'),
         '33\n'.encode('utf-8'),
         ]	# b模式写入需要指定编码
    f.writelines(l)	
  
4，'11\n'.encode('utf-8')等同于bytes('11\n'.encode('utf-8'))
例如：
with open('a.txt', mode='wb') as f:
    l = [
        bytes('11\n',encoding='utf-8'),
        bytes('22\n', encoding='utf-8'),
        bytes('33\n', encoding='utf-8'),
    ]
    f.writelines(l)

5,如果是纯英文字符，可以直接加前缀b得到bytes类型
       l = [
   b'1111aaa\n',
   b'222bb',
   b'33ccc']


6,flush： （刷新——立即执行该操作，文件内容从内存刷到硬盘）
with open('a.txt', mode='wt',encoding='utf-8') as f:
    f.write('哈')
    f.flush()

7,了解部分
f.readable()	# 文件是否可读
f.writable()	# 文件是否可写
f.closed		# 文件是否关闭 
f.encoding		# 如果文件打开模式为b，则没有该属性       
"""

八，主动控制文件内指针移动

"""
文件内指针的移动都是Bytes为单位的，唯一例外的是t模式下的read(n),n以字符为单位
with open('a.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f:
	data = f.read(3) 	# 读取3个字符
with open('a.txt',mode='rb') as f:
	data = f.read(3) 	# 读取3个Bytes
1,之前文件内指针的移动都是由读写操作而被动触发的，若想读取文件某一特定的数据，则需要用f.seek方法主动控制文件内指针的移动，详细用法如下：
f.seek(指针移动的字节数，模式控制)：
f.tell（）获取文件指针当前位置

2，模式控制：
# 0：默认的模式，该模式下代表指针移动的字节数是以文件开头为参照的
# 1：该模式代表指针移动的字节数是以当前所在的位置为参照的
# 2：该模式代表指针移动的字节数是以文件末尾的位置为参照的
其中0模式可以在t或者b模式使用，而1跟2模式只能在b模式下用

3，0模式详解
a.txt用utf-8编码，内容如下（abc各占1个字节，中文“你好”各占3个字节）abc你好
with open('a.txt', mode='rt',encoding='utf-8') as f:
    f.seek(3.0)			# 参照文件开头移动了3个字节
    print(f.tell())		# 查看当前文件指针距离文件开头的位置，输出结果为3
    print(f.read())		# 从第3个字节的位置读到文件末尾，输出结果为：你好
    # 由于在t模式下，会将读取的内容自动解码，所以必须保证读取的内容是一个完整中文数据，否则解码失败
with open('a.txt',mode='rb') as f:
	f.seek(6.0)
	print(f.read().decode('utf-8')) # 输出结果为：好
    
4，1模式的使用
with open('a.txt',mode='rb') as f:
	f.seek(3,1)			# 从当前位置往后移动3个字节，而此时的当前位置就是文件开头
	print(f.tell())		# 输出结果为：3
	f.seek(4,1)			# 从当前位置往后移动4个字节，而此时的当前位置为3
	print(f.tell())		# 输出结果为：7
	
5，2模式的使用
with open('a.txt',mode='rb') as f:
    f.seek(0,2)     	# 参照文件末尾移动0个字节， 即直接跳到文件末尾
    print(f.tell()) 	# 输出结果为：9
    f.seek(-3,2)    	# 参照文件末尾往前移动了3个字节
    print(f.read().decode('utf-8')) # 输出结果为：好
"""

九，文件修改的两种方法

"""
文件a.txt内容如下：
佩奇1996
乔治1998

# 执行操作代码
with open('a.txt',mode='r+t',encoding='utf-8') as f:
    f.seek(6)
    f.write('2020')
    
# 文件修改后的内容如下：
佩奇2020
乔治1998

# 硬盘空间是无法修改的，硬盘中数据的更新都是用新内容覆盖旧内容。内存中的数据是可以修改的

# 文件修改的两种方法
文件对应的是硬盘空间，硬盘不能修改对应着文件本质也不能修改，那我们看到文件的内容可以修改，是如何实现的那？大致的思路是将硬盘中文件内存读入内存，然后在内存中修改完毕后再覆盖回硬盘，具体的实现方式分为两种：

1,文件修改方式一
# 实现思路：将文件内存发一次性全部读入内存，然后再内存中修改完毕后再覆盖写回源文件
# 优点：在文件修改过程中同一份数据只有一份
# 缺点：会过多的占用内存
with open('a.txt', mode='rt', encoding='utf-8') as f:
    res = f.read()
    data = res.replace('佩奇', '乔治') # 将a.txt内容中’佩奇‘输出为乔治
    print(data)

with open('c.txt',mode='wt',encoding='utf-8') as f1:
     f.write(data)		# 将a.txt内容中’佩奇‘改为乔治

2,文件修改方式二
实现思路：以读的方式打开源文件，以写的方式打开一个临时文件，一行行读取源文件内容，修改完后写入临时文件，删掉源文件，将临时文件重命名源文件。
优点：不会占用过多的内存
缺点：在文件修改过程中同一份数据存了两份
import os

with open('a.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as read_f,open('b.txt',mode='wt',encoding='utf-8') as  write_f:
    for line in read_f:
        write_f.write(line.replace('佩奇','乔治'))
os.remove('a.txt')
os.rename('b.txt','a.txt')
"""