“笨办法”学Python 3基础篇系列文章

“笨办法”学Python 3基础篇第一部分-打印与输入
“笨办法“学Python 3基础篇第二部分-文件操作
“笨办法“学Python 3基础篇第三部分-函数
“笨办法”学Python 3基础篇第四部分-数据容器与程序结构
“笨办法”学Python 3基础篇第五部分-面向对象的类
“笨办法”学Python 3基础篇第六部分-项目骨架与自动测试
“笨办法”学Python 3基础篇第七部分-搭建简易的网站

第二部分文件操作

“笨办法”学Python 3基础篇系列文章
引言
2.1 获取文件名 - import argv 用法
2.2 打开文件 - open 用法
- 2.2.1 读取文档 - read 用法
- 2.2.2 读取文档 - readline 用法
- 2.2.3 任意位置读取 - seek 用法
- 2.2.4 编辑文档 - write 用法
2.3 copy文件 - open、read、write 综合用法
小结

引言

上一篇学习总结中，我们接触了简单的打印和输入命令。本篇将介绍通过引用import, 实现对文件进行基本读写操作的方法。

2.1 获取文件名 - import argv 用法

在这里，终于接触到了所谓的引用(import)。不同于C++，Python通过import可以借用其他程序包（程序模块）中的部分功能，而避免了复制大段的代码，增加了灵活性、可调用性和共享性。一种更直白的理解可以想象新建的Python脚本是一张白纸，我们通过import从A处借来了白色的颜料，从B处借来了黄色的颜料，然后绘画出了自己的作品。至于A处的红色和B处的黄色颜料是怎么生产出来的和我们这幅画没有关系。
import argv 中argv代表了参数变量，可以保证你在命令行运行Python脚本时获得传递给Python脚本的参数。试想一下，如果需要你用Python 读取 help.txt这个文档，你该怎么让Python脚本知道要打开哪个文档呢？这时就需要用argv 获取读取的文档名。
具体我们来看一下如何使用import argv 获取脚本参数，实现打印
Hello World！

from sys import argvscript, greeting, somewhere = argv print(f"{greeting} {somewhere}")

首先，Python从默认路径里的sys模块中引用了argv，脚本具备了获取命令行参数的能力，参数是以列表的数据格式返回给脚本。第二行代码则是对获取的列表参数进行解包，将列表的第一个元素（通常为当前运行的脚本程序名）解包给script变量，第二个元素解包给greeting变量，第三个元素解包给somewhere变量。第三行代码则是前文所介绍的格式化打印。

通过PowerShell运行时，需要在Python命令后输入三个参数，即待运行的脚本文件名（csdn_argv.py）, 第二个参数（Hello）和第三个参数（World!）。
这种输入方式与input()的用法区别在于：input（）给脚本输入参数是在脚本运行后，而argv则是在脚本运行时同时传递参数。

2.2 打开文件 - open 用法

既然我们可以通过import argv 来获得需要查看的文档的文档名，并解包给脚本中自定义的变量，那么接下来要解决的问题就是：如何利用该变量读写文档内容？
要读写文档，首先得打开文档。实现文档打开功能需要Python3内置函数 open

open() 函数用于打开一个文件，并返回文件对象，在对文件进行处理过程都需要使用到这个函数，如果该文件无法被打开，会抛出 OSError。
open() 函数常用形式是接收两个参数：文件名(file)和模式(mode)。
open(file, mode=‘r’)
完整的语法格式为：
open(file, mode=‘r’, buffering=-1, encoding=None, errors=None, newline=None, closefd=True, opener=None)

open函数默认模式为只读，返回值为文件对象。因此，通过open函数可以得到待读取文件的对象，接下来就只需对该对象读操作即可。

2.2.1 读取文档 - read 用法

为了读取已经打开的文档内容，需要内置函数read

read() 方法用于从文件读取指定的字节数，如果未给定或为负则读取所有。
语法为：fileObject.read([size]);
size – 从文件中读取的字节数，默认为 -1，表示读取整个文件。
返回从字符串中读取的字节。

根据read的语法，fileObject就是我们通过open函数返回的文件对象。这样，就可以通过import argv， open， read来实现文件内容的读取了。
我们以读取hola.txt文档为例，文档内容为：
Hello World!
Hello China!
基本步骤如下：

import argv 获取hola.txt的文件名
open 获得hola.txt的文件对象
read 读取文档内容
close 关闭文档，准备下次文档操作

from sys import argvscript, filename = argv
txt = open(filename)print("first read:", txt.read(12))
print("second read:", txt.read(1))
print("third read:", txt.read())
txt.close()

代码第二行获取了文件的名，第三行用只读模式获得了文件对象，第四行代码则是读取了文件的前12个字节，第五行代码读取了文件的第13个字节换行符，第六行代码则是读取了文件的剩下所有字节数。最后一行代码调用了Python3内置函数close，实现文件的关闭。

从这个程序我们可以发现，连续读操作时，起始字节是从上一次读操作结束时的后一个字节开始的。因此，如果执行下面的读操作，则第二次对文件读操作时，将返回空字节。例如：

from sys import argvscript, filename = argv
txt = open(filename)print("first read:", txt.read())
print("second read:", txt.read(12))
txt.close()

PowerShell中的运行效果为：

2.2.2 读取文档 - readline 用法

如果想一次读写一行字符串，包括换行符，那么就需要用到readline这个函数。基本语法为：

fileObject.readline();
返回从字符串中读取的字节，默认为一行，当括号中有指定数字时，转化为从文件中读取多少字节，包括换行符。

因此，如果我们想读取hola.txt中的Hello World!, 代码可以修改为：

from sys import argvscript, filename = argv
txt = open(filename)print(txt.readline())
txt.close()

2.2.3 任意位置读取 - seek 用法

通过上述两个例子，我们可以发现，读文件指针无法定位到任意位置，导致文档只能读取一遍，无法实现循环读取。解决这一问题的方法是使用seek函数，它的作用是移动文件读取指针到指定位置。基本语法为：

fileObject.seek(offset[, whence])
offset – 开始的偏移量，也就是代表需要偏移的字节数，如果是负数表示从倒数第几位开始；
whence – 可选，默认值为0。给offset定义一个参数，表示要从哪个位置开始偏移；0代表从文件开头开始算起，1代表从当前位置开始算起，2代表从文件末尾开始算起。
如果操作成功，返回新的文件位置，如果操作失败，则函数返回-1。

接下来，我们演示一下，如何循环读取hola.txt的内容：
Hello World!
Hello China!
Hello World!
Hello China!
步骤为：

获取hola.txt的文件名
打开hola.txt文件
第一次读取hola.txt文件
打印
重新设置文件读取指针到开头
第二次读取hola.txt文件
打印
关闭hola.txt文件

在这一流程中，第一次使用read()读取所有字节后，读指针处于文件尾部。此时使用seek函数重设读指针位置，实现复读功能。具体代码为：

from sys import argvscript, filename = argv
txt = open(filename)first_data = txt.read()
print(f"first read: \n{first_data}")txt.seek(0, 0)
second_data = txt.read()
print(f"second read: \n{second_data}")txt.close()

在PowerShell中验证结果为：

2.2.4 编辑文档 - write 用法

通过上两节read和readline的用法，我们熟悉了如何打开文档、读取文档的数据、关闭文档。本节我们通过write函数来实现 “如何重新编辑文档”。
编辑文档的基本流程为：

获取文件名
用写模式打开文件对象（ 自动清除文档中的内容）
输入要编辑的语句
写入文档
关闭文档
读取文档验证结果
关闭文档

为此，我们重新编辑hola.txt文档，将文档内容修改为：
Hello everyone！
代码为：

from sys import argvscript, filename = argv
txt = open(filename, 'w')newline = input(">: ")
txt.write(newline + "\n")
txt.close()txt = open(filename)
print("The new hola.txt is: ", txt.read())
txt.close()

结果为：

2.3 copy文件 - open、read、write 综合用法

复制黏贴是最常用的文件操作方法。接下来，我们介绍如何综合使用前几节介绍的open、read、write函数实现将hola.txt中的内容复制到一个新建文件greet.txt中。
所需要的操作步骤：

获取hola.txt(源文件)和greet.txt(目标文件)文件名
打开hola.txt文件
读取hola.txt文件内容
写模式打开greet.txt
写入hola,txt的文档内容
关闭greet.txt文件
关闭hola.txt文件

值得注意的是，在第4步时，如果greet.txt不是一个已经存在的文件, 那么在打开时，Python会自动新建一个greet.txt。具体的Python代码如下：

from sys import argvscript, src_file, dir_file = argvsrc = open(src_file)
data = src.read()direct = open(dir_file, 'w')
direct.write(data)direct.close()
src.close()

尽管在这个Python脚本中，我们没有使用print来打印结果。但可以在PowerShell中运行cat greet.txt来检查greet.txt的内容是否正确，如图

小结

文件的操作还有很多用法，本文没有提及。主要原因是在本文所学书籍的练习中，这方面涉及的并不多。如果想进行更复杂的文件操作，可以在open函数中选择不同的读写模式实现。

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