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1、2022/12/22,第7章 文件和I/O,主 讲 人：,目录,2022/12/22,2,1. 文件基础知识,2. 文件操作,3. 目录操作,2022/12/22,概述,本章要解决的问题如下：,什么是文件怎样操作文件怎样操作目录,2022/12/22,1. 文件基础知识,1.1什么是文件,文件是存储在外部介质上的数据集合，与文件名相关联。 按文件中的数据组织形式可以把文件分为两类： 文本文件 二进制文件,2022/12/22,1. 文件基础知识,1.2文件的打开或创建,文件变量名=open(文件名, 打开方式, 缓冲区)示例如下：,f1=open(file1.txt, r)f2=open(fi
2、le2.txt, w),2022/12/22,1. 文件基础知识,1.3字符编码,编码是用数字来表示符号和文字的一种方式，是符号、文字存储和显示的基础。信息传递与编码关系的例子如右图所示：,2022/12/22,1. 文件基础知识,常见的编码,UTF-8GB2312GBKCP936Unicode,2022/12/22,1. 文件基础知识,1.4文件的写入,1文本文件的写入以下两种方法可以进行文本文件的写入。 write(str)：将字符串str写入文件。 writelines(sequence_of_strings)：写多行到文件，其中sequence_of_strings是由字符串所组成的列
3、表，或者迭代器。,2022/12/22,1. 文件基础知识,文件的写过程与存储如下图：,2022/12/22,1. 文件基础知识,示例,把字符串“重庆邮电大学123cqupt”写入文件F7_1.txt中，采用GBK编码，显示文件的长度（总字节），默认采用的是GBK编码。,2022/12/22,1. 文件基础知识,程序,#Exp7_1.py#coding=GBKf=open(F7_1.txt,w)f.write(重庆邮电大学123cqupt)f.seek(0,2) #把文件指针移到文件尾length=f.tell() #会返回文件尾的位置，其值刚好等于文件长度f.close()print (文件
4、长度=,length),程序运行结果文件长度=21,2022/12/22,1. 文件基础知识,示例,在Windows系统中，把字符串“重庆邮电大学123cqupt ”用UTF-8编码写入文件F7_2.txt中，并显示文件的长度（总字节数）。,2022/12/22,1. 文件基础知识,程序,import codecs #自然语言编码转换模块#Exp7_2.py#coding=UTF-8s=重庆邮电大学123cquptf=codecs.open(F7_2.txt,w,UTF-8) #UTF-8编码方式f.write(s)f.seek(0,2) #把文件指针移到文件尾length=f.tell()
5、#文件尾的位置，其值刚好等于文件长度（字节数）f.close()print(文件长度=,length),程序运行结果文件长度=27,2022/12/22,1. 文件基础知识,示例,在文件F7_2.txt末尾追加两行内容。#Exp7_3.pyf=open(F7_2.txt,a+)s=重邮在山上n重邮景色很美nf.write(s)f.close(),2022/12/22,1. 文件基础知识,2二进制文件的写入以下两种方法可以进行二进制文件的写入。 一种是通过struct模块的pack()方法把数字和布尔值转换成字节串（以字节为单位的字符串），然后用write()方法写入二进制文件中，字符串则可直接
6、写入二进制文件中。pack()方法的语法是：pack（格式串，数字对象表）。 另外一种是用pickle模块的dump()方法直接把对象转换为字节串（bytes）并存入文件中。,1.4文件的写入,2022/12/22,1. 文件基础知识,示例,把1个整数、1个浮点数、1个布尔型对象、1个字符串存入二进制文件F7_4.dat中。#Exp7_4.py#coding=UTF-8import structn=102400000 x=10.24b=Trues=重庆邮电大学123cquptsn=struct.pack(if?, n, x, b) #把整数n、浮点数x、布尔对象b依次转换为字节串,2022/1
7、2/22,1. 文件基础知识,程序续,f=open(F7_4.dat,wb)f.write(sn) #写入字节串f.write(s) #字符串可直接写入f.close(),2022/12/22,1. 文件基础知识,示例,把1个整数、1个浮点数、1个字符串、1个列表、1个元组、1个集合、1个字典存入二进制文件F7_5.dat中。#Exp7_5.py#coding=UTF-8import picklef=open(F7_5.dat,wb)n=7i=102400000a=10.24s=中国人民123abclst=1,2,3,4,5,6J,7,8,9,2022/12/22,1. 文件基础知识,tu=(
8、-5,10,8)coll=4,5,6dic=a:apple,b:banana,g:grape,o:orangetry:pickle.dump(n,f) #表示后面将要写入的数据个数pickle.dump(i,f) #把整数i转换为字节串，并写入文件pickle.dump(a,f)pickle.dump(lst,f)pickle.dump(i,f)pickle.dump(a,f)pickle.dump(lst,f)pickle.dump(i,f)pickle.dump(tu,f)pickle.dump(coll,f)pickle.dump(dic,f)except：print(写文件异常!) #
9、如果写文件异常则跳到此处执行f.close(),2022/12/22,1. 文件基础知识,1.5文件的读取,1文本文件的读取read(size)：读取文件，如果文件大于size个字节，则只读取size个字节；如果小于size个字节，则读取完；如果不设置size，则默认读取全部。readline(size)：读取一行readlines(size)：读取完文件,2022/12/22,1. 文件基础知识,示例,读取文件F7_1.txt的前8个字节，并显示：#Exp7_6.pyf=open(F7_1.txt,r)s=f.read(11)#读取文件的前11个字节f.close()print(s=,s)p
10、rint(字符串s的长度(字符个数)=, len(s),程序运行结果s=重庆邮电大学123c字符串s的长度(字符个数)= 11,2022/12/22,1. 文件基础知识,示例,读取文件F7_1.txt的全部内容，并显示：#Exp7_7.pyf=open(F7_1.txt,r)s=f.read()#读取文件全部内容f.close()print(s=,s),程序运行结果s=重庆邮电大学123cqupt,2022/12/22,1. 文件基础知识,示例,使用readline()读取文件F7_2.txt的每一行，并显示：#Exp7_8.pyf=open(F7_2.txt,r)while True: li
11、ne=f.readline() if line=: breakprint(line),#逗号不会产生换行符，但文件中有换行符，因此会换行f.close(),程序运行结果重庆邮电大学123cqupt重邮在山上重邮景色很美,2022/12/22,1. 文件基础知识,示例,使用readlines()读取文件F7_2.txt的每一行，并显示：#Exp7_9.pyf=open(F7_2.txt,r)s=f.readlines()for line in s: print(line), #逗号不会产生换行符，但文件中有换行符，因此会换行 f.close(),程序运行结果重庆邮电大学123cqupt重邮在山上
12、重邮景色很美,2022/12/22,1. 文件基础知识,1.5文件的读取,2二进制文件的读取用struct模块的pack()方法完成转换而写的文件，应该用read()方法读出相应数据的字节串，然后通过代码还原数据。字符串不用还原。用pickle模块的dump()方法完成转换而写的文件，应该用pickle模块的load()方法还原对象。,2022/12/22,1. 文件基础知识,1.5文件的读取,（1）使用read()方法字符串可以直接读出，数字和布尔对象需要用struct模块的unpack()方法还原。unpack()方法的语法是： unpack(格式串，字符串表)。,2022/12/22,1
13、. 文件基础知识,读取二进制文件F7_4.dat中的数据，并显示：#Exp7_10.pyimport structf=open(F7_4.dat,rb)sn=f.read(9)tu=struct.unpack(if?,sn) #从字节串sn中还原出1个整数、1个浮点数和1个布尔值，并返回元组。print(tu)n=tu0 x=tu1bl=tu2print(n=,n)print(x=,x)print(bl=,bl)s=f.read(9)f.close()print(s=,s),程序运行结果 (102400000,10.239999771118164,True)n=102400000 x=10.2
14、39999771118164bl=Trues=重庆邮电大学123cqupt,2022/12/22,1. 文件基础知识,1.5文件的读取,（2）使用pickle模块的load()方法 pickle模块的load(f)方法可以从二进制文件中读取对象的字节串并还原对象，使用起来非常方便。参数f是文件对象，该方法返回还原后的对象。,2022/12/22,1. 文件基础知识,示例,读取二进制文件F7_5.dat中的数据，并显示：#Exp7_11.pyimport picklef=open(F7_5.dat,rb)n=pickle.load(f) #读取文件的数据个数i=0while in:x=pickl
15、e.load(f)print(x)i=i+1f.close(),10240000010.24 程序运行结果中国人民123abc1,2,3,4,5,6J,7,8,9(-5,10,8)set(4,5,6)a:apple,b:banana,g:grape,o:orange,2022/12/22,1. 文件基础知识,1.5文件的读取,3文件指针的移动写入文件后，必须打开才能读取写入的内容。读取文件后，无法再次读取读过的内容。seek(n) ，其中n=0，seek(0)表示文件指针移到文件头；n0时，表示移动到文件头之后的位置，从任意位置读取内容时或从任意位置覆盖内容时需要这样做。seek(0,2)表示
16、把文件指针移到文件尾，在追加新内容时需要这样做。,2022/12/22,1. 文件基础知识,示例,把文件F7_1.txt中的“大”替换为“小”，再把“1”替换为“9”，最后在文件末尾增加“软件学院”。#Exp7_12.py#coding=GBK f=open(F7_1.txt,r+)f.seek(5) #文件指针移到大的首字节上f.write(小) #用小覆盖大f.seek(1) #文件指针移到1上f.write(9) #用9覆盖1f.seek(0,2) #文件指针移到文件尾f.write(软件学院) #增加新内容f.close(),2022/12/22,1. 文件基础知识,1.5文件的读取,
17、4文件的关闭 关闭文件的原因如下：将写缓存同步到磁盘。操作系统每个进程打开文件的个数是有限的。如果打开文件数到了系统限制，再打开文件就会失败。, 最常用的方法就是，调用close()显式地关闭文件。,目录,2022/12/22,2,1. 文件基础知识,2. 文件操作,3. 目录操作,2022/12/22,2. 文件操作,2.1常用的文件操作函数,一般而言，文件的基本操作都需要os模块和os.path模块。,2022/12/22,2. 文件操作,2.2文件的复制,复制文件有以下两种方式：可以用read()与write()方法来实现另外还可以用shutil模块实现文件的复制，该模块的copyfil
18、e()函数就可以实现文件的复制,2022/12/22,2. 文件操作,示例,编写一个用来复制文件的函数。#Exp7_16.py#coding=GBKdef FileCopy(tar_File,res_File): #定义1个函数以完成文件的复制try: f=open(res_File,rb) f2=open(tar_File,wb)except: print(打开文件异常！)return -1s=f.read()f2.write(s)f.close()f2.close()return 0,2022/12/22,2. 文件操作,示例,用FileCopy()函数把文本文件F7_1.txt复制到文件
19、F7_1_2.txt中，把二进制文件F7_9.dat复制到F7_9_2.dat中。#Exp7_17.pyfrom Exp7_16 import import FileCopy #导入文件Exp7_16.py的方法FileCopyFileCopy(F7_9_2.dat,F7_9.dat) #调用导入的FileCopy方法FileCopy(F7_1_2.txt,F7_1.txt) #调用导入的FileCopy方法,2022/12/22,2. 文件操作,示例,用shutil模块实现7_17.py的功能。#Exp7_18.pyimport shutilshutil.copyfile(F7_9_2.da
20、t,F7_9.dat) #复制文件F7_9.dat到F7_9_2.datshutil.copyfile(F7_1_2.txt,F7_1.txt) #复制文件F7_1.txt到F7_1_2.txt,2022/12/22,2. 文件操作,2.3文件的删除,文件的删除，需要调用os模块的remove()函数实现，我们使用os.path模块的exists()函数来确保被删除文件存在。示例如下:import os,os.pathfilename=test1.txtfile(filename,w)if os.path.exists(filename): #确认文件是否存在 os.remove(filena
21、me) #如果存在则删除else: print(%s does not exist!%filename),2022/12/22,2. 文件操作,2.4文件的重命名,使用os模块的rename()函数可实现对文件或者目录的重命名。os.listdir(.) #列出当前目录的所有文件os.rename(hi.txt,hello.txt)#重命名文件,2022/12/22,2. 文件操作,示例,问题描述：若当前目录存在文件名为test1.txt的文件，将其重新命名为mytest1.txt，若mytest1.txt已存在，则给出是否需要继续更名的提示。若不要，则提示更名不成功，退出程序；若要，则再次输
22、入更名信息，检测新名是否已经存在，不存在则执行更名操作，输出更名成功提示信息，若存在，则再次询问是否更名。,2022/12/22,2. 文件操作,#Exp7_19.pyimport os,os.pathfilename=test1.txtrename=mytest1.txtfile_list=os.listdir(.)print(file_list)if filename in file_list: #判断需要重命名的文件是否存在 while(rename in file_list):#更名是否存在 choice=input(有重命名，继续吗？（Y/N）：) if choice in Y,y:
23、 rename=input(请重新输入更新文件名：) else: break else: #更名不存在，则进行更名 os.rename(filename,rename) print(重命名成功)else: print(需要更名的文件不存在！),程序运行结果7-1.py, F7_1.txt, F7_14.dat, F7_1_2.txt, F7_2.txt, F7_4.dat, jp.py, mytest1.txt, ps.py, README.txt, test1.txt, test7-1.txt, test7-2.txt, Untitled 1, _pycache_,2022/12/22,2.
24、 文件操作,2.5文件的比较,前面说明了文件内容的查找统计与内容的替换，这里将介绍如何利用difflib模块实现对序列或文件的比较。,2022/12/22,2. 文件操作,hello.txt的内容为：helloworldhi.txt的内容为：hihello#Exp7_22.pyimport difflibimport osA=open(hello.txt,r)B=open(hi.txt,r)contextA=A.read()contextB=B.read()s=difflib.SequenceMatcher(lambda x:x=,contextA,contextB)result=s.get_
25、opcodes()for tag,i1,i2,j1,j2 in result: print(%s contextA%d:%d=%s contextB%d:%d=%s% (tag,i1,i2,contextAi1:i2,j1,j2,contextBj1:j2),程序运行结果insert contextA0:0= contextB0:3=hi equal contextA0:5=hello contextB3:8=hellodelete contextA5:11= world contextB8:8=,目录,2022/12/22,2,1. 文件基础知识,2. 文件操作,3. 目录操作,2022/1
26、2/22,3. 目录操作,3.1目录的创建,（1）用mkdir(path)创建一个指定目录。 import os os.listdir(f:/)$RECYCLE.BIN, 360Downloads, KuGou, SogouDownLoad, System Volume Information, Youku Files os.mkdir(f:/mynewdir) #创建mynewdir目录 os.listdir(f:/)$RECYCLE.BIN, 360Downloads, KuGou, mynewdir, SogouDownLoad, System Volume Information, Y
27、ouku Files,2022/12/22,3. 目录操作,3.1目录的创建,（2）用makedirs(path1/path2)创建多个目录。 os.mkdir(./Newdir/subdir) #试图用mkdir创建两级目录：Newdir与下级目录subdirTraceback(most recent call last): File , line 1. in FileNotFoundError: WinError 3 系统找不到指定的路径。：./Newdir/subdir os.makedirs(./Newdir/subdir) #用makedirs成功创建两级目录,2022/12/22,
28、3. 目录操作,3.2目录的删除,删除目录的函数有以下两个。os.rmdir(dir)：只能删除空目录。shutil.rmtree(dir)：空目录、有内容的目录都可以删除。,2022/12/22,3. 目录操作,3.2目录的删除,（1）用rmdir(path)删除一个目录。 import os os.listdir(f:/) #检查F盘下的目录与文件信息$RECYCLE.BIN, 360Downloads, KuGou, mynewdir, SogouDownLoad, System Volume Information, Youku Files os.rmdir(f:/mynewdir)
29、#删除mynewdir目录 os.listdir(f:/)#检查是否已经删除$RECYCLE.BIN, 360Downloads, KuGou, SogouDownLoad, System Volume Information, Youku Files（2）用removedirs(path1/path2/)删除多级目录。 os.removedirs(./Newdir/subdir) #用removedirs成功删除两级目录,2022/12/22,3. 目录操作,3.3目录的遍历,用listdir(path)函数可以查看指定路径下的目录及文件信息，如果我们希望查看指定路径下全部子目录的所有目录和文件信息，就需要进行目录的遍历，常用方法如下：递归法os.walk()函数,2022/12/22,3. 目录操作,1递归法分析：采用os.path.join函数获取文件或者目录的完整信息，并输出显示，然后判断该信息是否为目录，若是，则依据该目录进行递归，获取其下一级目录及文件的信息。具体的流程图如右。,2022/12/22,3. 目录操作,2. os.walk()函数法os.walk()函数将返回该路径下的所有文件及子目录信息元组，将该信息列表分成文件、目录逐行进行显示。程序具体的流程图如右所示。,
