檔案的基本操作

2.1 操作檔案的套路

在計算機中要操作檔案的套路非常固定，一共包含三個步驟：

1. 開啟檔案
2. 讀、寫檔案
   • 讀將檔案內容讀入記憶體
   • 寫將記憶體內容寫入檔案
3. 關閉檔案

2.2 操作檔案的函式/方法

• 在Python中要操作檔案需要記住 1 個函式和 3 個方法

• open函式負責開啟檔案，並且返回檔案物件
• read/write/close三個方法都需要通過檔案物件來呼叫

2.3 read 方法 —— 讀取檔案

• open函式的第一個引數是要開啟的檔名（檔名區分大小寫）
  • 如果檔案存在，返回檔案操作物件
  • 如果檔案不存在，會丟擲異常
• read方法可以一次性讀入並返回檔案的所有內容
• close方法負責關閉檔案
  • 如果忘記關閉檔案，會造成系統資源消耗，而且會影響到後續對檔案的訪問
• 注意：read方法執行後，會把檔案指標移動到檔案的末尾

# 1. 開啟 - 檔名需要注意大小寫
file = open("README")

# 2. 讀取
text = file.read()
print(text)

# 3. 關閉
file.close()

提示

• 在開發中，通常會先編寫開啟和關閉的程式碼，再編寫中間針對檔案的讀/寫
  操作！

檔案指標（知道）

• 檔案指標標記從哪個位置開始讀取資料
• 第一次開啟檔案時，通常檔案指標會指向檔案的開始位置
• 當執行了read方法後，檔案指標會移動到讀取內容的末尾
  • 預設情況下會移動到檔案末尾

思考

• 如果執行了一次read方法，讀取了所有內容，那麼再次呼叫read方法，還能夠獲得到內容嗎？

答案

• 不能
• 第一次讀取之後，檔案指標移動到了檔案末尾，再次呼叫不會讀取到任何的內容

2.4 開啟檔案的方式

• open函式預設以只讀方式開啟檔案，並且返回檔案物件

語法如下：

f = open("檔名", "訪問方式")

提示

• 頻繁的移動檔案指標，會影響檔案的讀寫效率，開發中更多的時候會以只讀、只寫的方式來操作檔案

寫入檔案示例

# 開啟檔案
f = open("README", "w")

f.write("hello python！\n")
f.write("今天天氣真好")

# 關閉檔案
f.close()

2.5 按行讀取檔案內容

• read方法預設會把檔案的所有內容一次性讀取到記憶體
• 如果檔案太大，對記憶體的佔用會非常嚴重

readline方法

• readline方法可以一次讀取一行內容
• 方法執行後，會把檔案指標移動到下一行，準備再次讀取

讀取大檔案的正確姿勢

# 開啟檔案
file = open("README")

while True:
    # 讀取一行內容
    text = file.readline()

    # 判斷是否讀到內容
    if not text:
        break

    # 每讀取一行的末尾已經有了一個 `\n`
    print(text, end="")

# 關閉檔案
file.close()

2.6 檔案讀寫案例 —— 複製檔案

目標

用程式碼的方式，來實現檔案複製過程

小檔案複製

• 開啟一個已有檔案，讀取完整內容，並寫入到另外一個檔案

# 1. 開啟檔案
file_read = open("README")
file_write = open("README[復件]", "w")

# 2. 讀取並寫入檔案
text = file_read.read()
file_write.write(text)

# 3. 關閉檔案
file_read.close()
file_write.close()

大檔案複製

• 開啟一個已有檔案，逐行讀取內容，並順序寫入到另外一個檔案

# 1. 開啟檔案
file_read = open("README")
file_write = open("README[復件]", "w")

# 2. 讀取並寫入檔案
while True:
    # 每次讀取一行
    text = file_read.readline()

    # 判斷是否讀取到內容
    if not text:
        break

    file_write.write(text)

# 3. 關閉檔案
file_read.close()
file_write.close()

03. 檔案/目錄的常用管理操作

• 在終端/檔案瀏覽器、 中可以執行常規的檔案/目錄管理操作，例如：
  • 建立、重新命名、刪除、改變路徑、檢視目錄內容、……
• 在Python中，如果希望通過程式實現上述功能，需要匯入os模組

檔案操作

目錄操作

提示：檔案或者目錄操作都支援相對路徑和絕對路徑

04. 文字檔案的編碼格式（科普）

• 文字檔案儲存的內容是基於字元編碼的檔案，常見的編碼有ASCII編碼，UNICODE編碼等

Python 2.x 預設使用ASCII編碼格式
Python 3.x 預設使用UTF-8編碼格式

4.1 ASCII 編碼和 UNICODE 編碼

ASCII編碼

• 計算機中只有256個ASCII字元
• 一個ASCII在記憶體中佔用1 個位元組的空間
  • 8個0/1的排列組合方式一共有256種，也就是2 ** 8

UTF-8編碼格式

• 計算機中使用1~6 個位元組來表示一個UTF-8字元，涵蓋了地球上幾乎所有地區的文字
• 大多數漢字會使用3 個位元組表示
• UTF-8是UNICODE編碼的一種編碼格式

4.2 Ptyhon 2.x 中如何使用中文

Python 2.x 預設使用ASCII編碼格式
Python 3.x 預設使用UTF-8編碼格式

• 在 Python 2.x 檔案的第一行增加以下程式碼，直譯器會以utf-8編碼來處理 python 檔案

# *-* coding:utf8 *-*

這方式是官方推薦使用的！

• 也可以使用

# coding=utf8

unicode 字串

• 在Python 2.x中，即使指定了檔案使用UTF-8的編碼格式，但是在遍歷字串時，仍然會以位元組為單位遍歷字串
• 要能夠正確的遍歷字串，在定義字串時，需要在字串的引號前，增加一個小寫字母u，告訴直譯器這是一個unicode字串（使用UTF-8編碼格式的字串）

# *-* coding:utf8 *-*

# 在字串前，增加一個 `u` 表示這個字串是一個 utf8 字串
hello_str = u"你好世界"

print(hello_str)

for c in hello_str:
    print(c)