檔案操作的基本流程

我們使用Python或者其他語言編寫的應用程式，當我們需要一些資料的時候，可能是資料庫中的資料，也可能是計算機本身儲存的資料。當我們需要應用到計算機中的資料的時候，那麼我們就需要操作計算機中的檔案。而Python給我們提供了檔案操作的方法。檔案操作有三大步流程

#1. 開啟檔案，得到檔案控制代碼並賦值給一個變數
f=open('a.txt','r',encoding='utf-8') #預設開啟模式就為r

#2. 通過控制代碼對檔案進行操作
data=f.read()

#3. 關閉檔案
f.close()

一定要記得關閉檔案

當我們開啟一個檔案的時候，是佔用了我們的記憶體資源的，如果我們只打開檔案而不關閉，那麼將會一直損耗佔用我們的記憶體資源，直至記憶體資源被消耗完畢，卡死。所以，在操作完一個檔案的時候，一定要關閉檔案。關閉檔案有兩種方法：
f.close()

#回收作業系統級開啟的檔案
del f #回收應用程式級的變數
不過， del f 一定要發生在f.close() 之後，否則就會導致作業系統大開的檔案並沒有關閉，而白白浪費資源。而python自動的垃圾回收機制決定了我們無需考慮del f，這就要求我們，在操作完畢檔案後，一定要記住f.close()。當然，每一次開啟檔案之後都要關閉，也就是都要f.close()。有的時候，我們會忘記關閉，那麼還有一種簡便的方式。極力推薦：
with open(‘a.txt’,‘w’) as f:
pass

with open('a.txt','r') as read_f,open('b.txt','w') as write_f:
    data=read_f.read()
    write_f.write(data)
 

檔案編碼

f=open(…)是由作業系統開啟檔案，那麼如果我們沒有為open指定編碼，那麼開啟檔案的預設編碼就是作業系統說了算了，作業系統會用自己的預設編碼去開啟檔案，在windows下是gbk，在linux下是utf-8，所以，當我們開啟檔案的時候，一定要記得檔案編碼。
f=open(‘a.txt’,‘r’,encoding=‘utf-8’)

檔案開啟的模式

我們知道，在本地計算機中的檔案，有一些我們可以開啟閱讀並修改，但有一些卻只能檢視，甚至不能檢視。只就是我們對檔案進行了設定，設定它的開啟方式。在Linux中，就顯得格外的明顯了。那麼Python操作檔案的時候，也有相對應的開啟模式：

1. 開啟檔案的模式有(預設為文字模式)：
   r ，只讀模式【預設模式，檔案必須存在，不存在則丟擲異常】
   w，只寫模式【不可讀；不存在則建立；存在則清空內容】
   a， 只追加寫模式【不可讀；不存在則建立；存在則只追加內容】

2. 對於非文字檔案，我們只能使用b模式，"b"表示以位元組的方式操作（而所有檔案也都是以位元組的形式儲存的，使用這種模式無需考慮文字檔案的字元編碼、圖片檔案的jgp格式、視訊檔案的avi格式）
   rb
   wb
   ab
   注：以b方式開啟時，讀取到的內容是位元組型別，寫入時也需要提供位元組型別，不能指定編碼

3. +’模式（就是增加了一個功能）
   r+， 讀寫【可讀，可寫】
   w+，寫讀【可寫，可讀】
   a+， 寫讀【可寫，可讀】

4. 以bytes型別操作的讀寫，寫讀，寫讀模式
   r+b， 讀寫【可讀，可寫】
   w+b，寫讀【可寫，可讀】
   a+b， 寫讀【可寫，可讀】*

檔案操作的具體方法

read（3）：

1. 檔案開啟方式為文字模式時，代表讀取3個字元

2. 檔案開啟方式為b模式時，代表讀取3個位元組

其餘的檔案內游標移動都是以位元組為單位的如：seek，tell，truncate

注意：

1. seek有三種移動方式0，1，2，其中1和2必須在b模式下進行，但無論哪種模式，都是以bytes為單位移動的

2. truncate是截斷檔案，所以檔案的開啟方式必須可寫，但是不能用w或w+等方式開啟，因為那樣直接清空檔案了，所以truncate要在r+或a或a+等模式下測試效果

   def close(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
        關閉檔案
        pass

    def fileno(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
        檔案描述符  
        pass

    def flush(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
        重新整理檔案內部緩衝區
        pass

    def isatty(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
        判斷檔案是否是同意tty裝置
        pass

    def read(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
        讀取指定位元組資料
        pass

    def readable(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
        是否可讀
        pass

    def readline(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
        僅讀取一行資料
        pass

    def seek(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
        指定檔案中指標位置
        pass

    def seekable(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
        指標是否可操作
        pass

    def tell(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
        獲取指標位置
        pass

    def truncate(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
        截斷資料，僅保留指定之前資料
        pass

    def writable(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
        是否可寫
        pass

    def write(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
        寫內容
        pass

    def __getstate__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
        pass

    def __init__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
        pass

    @staticmethod # known case of __new__
    def __new__(*args, **kwargs): # real signature unknown
        """ Create and return a new object.  See help(type) for accurate signature. """
        pass

    def __next__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
        """ Implement next(self). """
        pass

    def __repr__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
        """ Return repr(self). """
        pass

檔案修改

檔案的資料是存放於硬碟上的，因而只存在覆蓋、不存在修改這麼一說，我們平時看到的修改檔案，都是模擬出來的效果，具體的說有兩種實現方式：

方式一：將硬碟存放的該檔案的內容全部載入到記憶體，在記憶體中是可以修改的，修改完畢後，再由記憶體覆蓋到硬碟

import os  # 呼叫系統模組

with open('a.txt') as read_f,open('.a.txt.swap','w') as write_f:
    data=read_f.read() #全部讀入記憶體,如果檔案很大,會很卡
    data=data.replace('www','happy') #在記憶體中完成修改

    write_f.write(data) #一次性寫入新檔案

os.remove('a.txt')  #刪除原檔案
os.rename('.a.txt.swap','a.txt')   #將新建的檔案重新命名為原檔案

方式二：將硬碟存放的該檔案的內容一行一行地讀入記憶體，修改完畢就寫入新檔案，最後用新檔案覆蓋原始檔

import os

with open('a.txt') as read_f,open('.a.txt.swap','w') as write_f:
    for line in read_f:
        line=line.replace('www','happy')
        write_f.write(line)

os.remove('a.txt')
os.rename('.a.txt.swap','a.txt')

關於編碼

asiic

包含數字，英文，特殊字元。利用八位表示一個字元
8位 = 1 byte 表示一個字元。

萬國碼unicode

將所有國家的語言包含在這個密碼本。
初期：16位，兩個位元組，表示一個字元。
A ： 00010000 00010010
中： 00010010 00010010
升級：32位，四個位元組，表示一個字元。
A ： 00010000 00010010 00010000 00010010
資源浪費。

utf-8

最少用8位(一個位元組)，表示一個字元。
英文：a :00010000 用8位表示一個字元。
歐洲：00010000 00010000 16位兩個位元組表示一個字元。
亞洲 中 ：00010000 00010000 00010000 24位，三個位元組表示一個字元。

gbk:國標

只包含：英文中文。
英文：a ：00010000 8位，一個位元組表示一個字元。
中文：中：00010000 00010000 16位，兩個位元組表示一個字元。
gb2312…

計算機單位之間的划算
8 bit = 1byte
1024byte=1kb
1024kb = 1MB
1024MB = 1GB
1024GB = 1TB

編碼與解碼

encode 編碼 ：str — > bytes

s = 'aAlice'  # str
s1 = s.encode('utf-8')  # bytes

encode 編碼。gbk–>utf-8

s = 'hello girl'
s1 = s.encode('gbk')
print(s1)
s = '中國'
s1 = s.encode('utf-8')
print(s1)

unicode —> utf-8 編碼 與解碼：

s = 'alex'
s1 = s.encode('utf-8')  # unicode ---> utf-8 編碼
s3 = s1.decode('utf-8')  # utf-8 ---> unicode 解碼
print(s3)

unicode —> gbk 編碼與解碼：

s = 'alex'
s1 = s.encode('gbk')  # unicode ---> gbk 編碼
s3 = s1.decode('gbk')  # gbk ---> unicode 解碼
print(s3)

gbk —> utf-8

  s = 'alex'
    s1 = s.encode('gbk')
    print(s1)
    s2 = s1.decode('gbk').encode('utf-8')
    print(s2)

需要說的是：Linux的作業系統預設的編碼是utf-8，Windows作業系統是gbk編碼，Python中預設的編碼是utf-8，所以，需要注意python與Windows作業系統之間的關係。