小学Python系列少儿编程课程《第8章 永久存储的文件》课件

Python少儿编程第八章永久存储的文件目录1.1打开和关闭文件1.2读写文件1.3定位文件1.4高大上的文件系统PART01打开和关闭文件打开文件1.1Python使用内置函数open()即可按照指定模式打开指定文件，并创建文件对象，其语法格式如下。open(filename[,mode])其中，filename表示文件名称；mode表示文件的读写模式，缺省时为只读模式。该函数返回一个文件对象。例如，以只读模式打开一个名为“1.txt”的文件，可以用下面代码实现。file=open('1.txt')其中，file为打开的文件对象，通过它可以对文件进行读写操作。如果想要写入文件，就需要在打开文件时指明文件的打开模式。Python中文件的打开模式有多种，具体表示方式如表8-1所示。打开文件1.1表8-1文件打开模式打开文件1.1（1）以只读模式“r”打开文件时，该文件必须已经存在，否则抛出异常，且只能进行读取操作，打开时文件位置指针在文件的开头。（2）以只写模式“w”打开文件时，如文件不存在，则以指定的文件名新建文件。若打开的文件已经存在，则新数据覆盖原文件中的已有数据，且只能进行写操作。（3）以追加模式“a”打开文件时，如果文件已存在，打开时文件位置指针在文件的末尾，也就是说，新数据将写入到已有数据之后，如果文件不存在，则新建文件进行写入。（4）“r+”“w+”“a+”模式都是既可读也可写，只是“r+”与“r”一样，文件必须已经存在。（5）打开模式带上“b”表示以二进制文件格式进行操作。关闭文件1.2在Python中，虽然文件会在程序退出后自动关闭，但考虑到数据的安全性，每次使用完文件后，都应使用close()方法关闭文件，其语法格式如下。file.close()其中，file为文件对象。例如，以只写模式打开一个名为“test.txt”的文件，然后关闭文件，可以用下面代码实现。file=open('test.txt','w') #以只写方式打开名为“test.txt”的文件file.close() #关闭文件with语句1.3Python中的with语句（上下文管理语句）用于对资源进行访问，保证不管处理过程中是否发生错误或异常，都会调用__exit__()方法，执行规定的清理操作，释放访问的资源。它常用于文件操作、数据库连接、网络通信连接、多线程与多进程同步时的锁对象管理等场合，其语法格式如下。withcontext_expression[astarget(s)]:with_body #执行代码其中，context_expression是一个需要执行的表达式，返回一个对象；target(s)用于保存context_expression返回的对象，可以是一个或多个。例如，读写文件时，with语句的用法如下。withopen(filename[,mode])asfile:with_body #通过文件对象读写文件的语句PART02读写文件写入文件2.1write()方法用于向文件中写入指定字符串，其语法格式如下。file.write(str)其中，file表示文件对象，str表示要写入文件的字符串。【例8-1】

生日备忘录。【问题分析】首先，以只写模式打开文件（当文件不存在时会创建文件）；然后，向文件中写入数据，这里需要注意的是write()方法不会自动在字符串的末尾添加换行符，因此，当输入多行时，需要在write()语句中包含换行符；最后，关闭文件。1．write()方法写入文件2.1【参考代码】#以只写模式打开名为“birthday.txt”的文件file=open('birthday.txt','w')#向文件中写入字符串file.write('小蓝2011.01.01\n')file.write('小舞2010.08.15\n')file.write('小明2011.05.01\n')file.write('小红2010.12.24\n')file.close() #关闭文件1．write()方法写入文件2.1【运行结果】

程序运行后，会在当前工作目录下生成一个名为“birthday.txt”的文件，打开该文件，可以看到数据成功写入到了文件中，如图8-1所示。图8-1“birthday.txt”文件的内容1．write()方法写入文件2.1writelines()方法用于向文件中写入字符串序列，如一个字符串列表，其语法格式如下。file.writelines(sequence)其中，file表示文件对象，sequence表示写入文件的字符串序列。【例8-2】

向生日备忘录中追加生日信息。【问题分析】

要向文件中追加数据，须使用追加模式“a”打开文件。使用writelines()方法写入数据时，同样不会自动在列表后添加换行符，须手动加入。这里使用with语句进行文件操作。2．writelines()方法写入文件2.12．writelines()方法【参考代码】#定义列表并赋值birthday=['小果2010.10.01\n','小玉2010.09.09']#以追加模式打开“birthday.txt”的文件withopen('birthday.txt','a')asfile:file.writelines(birthday) #向文件中追加字符串列表写入文件2.12．writelines()方法【运行结果】

程序运行后，会将数据追加到“birthday.txt”文件中，打开该文件，可以看到数据成功追加到了文件中，如图8-2所示。图8-2追加数据后“birthday.txt”文件的内容读取文件2.2read()方法用于从文件中读取指定的字节数，其语法格式如下。file.read([size])其中，file表示文件对象；size表示从文件中读取的字节数，如果缺省或为负，则读取整个文件内容。该方法以字符串形式返回从文件中读取的内容。1．read()方法读取文件2.2【例8-3】

按字节读取生日备忘录。1．read()方法【参考代码】#以只读模式打开“birthday.txt”文件withopen('birthday.txt','r')asfile:line=file.read(14) #读取前14个字节print(line) #输出前14个字节print('*'*20) #输出20个*用于分隔content=file.read() #读取文件中剩余的所有内容print(content) #输出文件中剩余的所有内容读取文件2.2【运行结果】

程序运行结果如图8-3所示。1．read()方法图8-3例8-3程序运行结果【程序说明】

打开文件时，文件位置指针在文件的开头，运行“line=file.read(14)”语句，就会从文件的开头读取14个字节，由于第14个字节是一个换行符，而print()函数也会默认换行，所以输出“小蓝2011.01.01”和一个空行。当执行“content=file.read()”语句时，文件位置指针已经在第14个字节处，因此，读取了文件中剩余的所有内容（不包括前14个字节）。读取文件2.2readline()方法用于从文件中读取一行，包括换行符，其语法格式如下。file.readline([size])其中，file表示文件对象，size表示从文件中读取的字节数，如果缺省，则读取整行。2．readline()方法读取文件2.22．readline()方法【例8-4】

按行读取生日备忘录。【参考代码】#以只读模式打开“birthday.txt”文件withopen('birthday.txt','r')asfile:whileTrue:line=file.readline() #读取一行ifline: #如果读取的内容不为空print(line,end='') #输出一行else: #如果读取的内容为空break #退出循环读取文件2.22．readline()方法【运行结果】

程序运行结果如图8-4所示。图8-4例8-4程序运行结果【程序说明】上述代码中，循环按行读取文件中的内容，如果读取的内容为空，则说明文件位置指针已经在文件的末尾了，此时退出循环。读取文件2.2readlines()方法用于读取所有行（直到结束符EOF）并返回列表，列表中每个元素为文件中的一行数据，其语法格式如下。file.readlines()3．readlines()方法读取文件2.23．readlines()方法【例8-5】

一次性读取生日备忘录。【参考代码】#以只读模式打开“birthday.txt”文件withopen('birthday.txt','r')asfile:content=file.readlines() #读取所有行并返回列表print(content) #输出列表forlineincontent: #遍历列表print(line,end='') #输出列表中的每个元素读取文件2.23．readlines()方法【运行结果】

程序运行结果如图8-5所示。图8-5例8-5程序运行结果读取文件2.23．readlines()方法当读取的文件非常大时，一次性将内容读取到列表中会占用很大内存，影响程序执行速度。因此，可以将文件本身作为一个行序列进行读取，遍历文件的所有行可直接用下面代码实现。#以只读模式打开“birthday.txt”文件withopen('birthday.txt','r')asfile:forlineinfile: #遍历文件的所有行print(line,end='') #输出每行读取文件2.23．readlines()方法【例8-6】

统计2021年《政府工作报告》全文中出现次数前15的词语。【问题分析】

词语出现次数统计涉及对词汇的统计（即词频统计），从思路上看，词频统计只是累加问题，即对文档中每个词语设计一个计数器，每出现一次，相关计数器加1。可以采用字典来解决词频统计问题，以“词语”为键，“计数器”为值。中文字符之间没有天然的分隔符，在进行词频统计之前，需要对中文文本进行分词，此时，可使用jieba库解决这个问题。【参考代码】importjieba #导入jieba库#以只读模式打开文件并读取文件内容withopen('2021年《政府工作报告》全文.txt','r')asfile:content=file.read()读取文件2.23．readlines()方法【参考代码】（续）words=jieba.lcut(content) #进行分词，将结果放入words列表中counts={} #定义字典用于存储词语和计数器forwordinwords: #遍历wordsiflen(word)==1: #排除单个字符的分词结果continueelse:counts[word]=counts.get(word,0)+1 #计数器累加items=list(counts.items()) #将字典元素转换为列表items.sort(key=lambdax:x[1],reverse=True) #根据计数降序排序foriinrange(15): #输出前15项word,count=items[i]print('{0:<10}{1:>5}'.format(word,count))读取文件2.23．readlines()方法【运行结果】

程序运行结果如图8-8所示。图8-8例8-6程序运行结果PART03定位文件获取当前读写位置3.1在读写文件的过程中，如果想知道当前文件位置指针的位置，可通过tell()方法来获取，其语法格式如下。file.tell()该方法返回文件的当前位置，即文件位置指针当前位置，它是从文件头开始的字节数。定位到指定位置3.2如果在读写文件的过程中，需要从指定位置开始读写操作，就可以使用seek()方法移动文件位置指针到指定位置，其语法格式如下。file.seek(offset[,from])其中，file表示文件对象；offset表示偏移量，即偏移的字节数；from表示起始点，即偏移的参考点。from有3种取值：0代表“文件开始位置”，1代表“当前位置”，2代表“文件末尾位置”。缺省时取0，当取2时，offset为负值，表示文件位置指针从文件末尾向前移动。定位到指定位置3.2【例8-7】

读取文件，统计并输出文件内容。【参考代码】filename=input('请输入文件名：') #输入文件名#以只读模式打开文件，并设置编码方式为UTF-8withopen(filename,'r',encoding='UTF-8')asfile:file.seek(0,2) #指针移到文件末尾pos=file.tell() #获取指针位置并赋给posfile.seek(0,0) #指针移到文件开头content=file.read(pos) #读取pos个字节的内容#输出字节数和内容print('共{}个字节，内容如下。\n{}'.format(pos,content))【问题分析】

首先，打开指定的文件，文件名由键盘输入；接着，使用seek()方法定位到文件末尾；然后，使用tell()方法返回文件位置指针当前位置，即文件包含的字节数；最后，使用seek()方法定位到文件开头后，使用read()方法读取文件内容，并输出字节数和文件内容。定位到指定位置3.2【运行结果】

程序运行结果如图8-9所示。图8-9例8-7程序运行结果PART04高大上的文件系统os模块4.1Python标准库的os模块除了提供使用操作系统功能和访问文件系统的简便方法外，还提供了大量文件操作的方法，常用的方法如表8-2所示。表8-2os模块的常用方法os模块4.1表8-2os模块的常用方法（续）os模块4.1【例8-8】

创建文件夹，批量处理文件。【问题分析】

首先，使用mkdir()方法在当前工作目录下创建“语文”文件夹，并使用chdir()方法将工作目录切换到“语文”文件夹中；接着，在该目录下使用for循环以只写模式打开文件方式批量生成文件；然后，删除其中一个文件后，生成一个同名文件夹；最后，使用listdir()方法返回“语文”文件夹下的文件列表，并使用for循环遍历文件列表，使用rename()方法重命名每个文件。其中，每次操作“语文”文件夹时，可通过输出该文件夹下文件列表查看是否操作成功。os模块4.1【参考代码】importos #导入os模块os.mkdir('语文') #创建“语文”文件夹os.chdir('语文') #将当前目录切换到“语文”文件夹中#创建文件名列表data_list=['语法','诗词','古文','写作','外国文学']fordataindata_list: #遍历文件名列表filename=data+'.txt' #设置文件为txt文件file=open(filename,'w') #创建文件file.close() #关闭文件path=os.getcwd() #获取当前目录print(os.listdir(path)) #输出文件列表os模块4.1【参考代码】（续）os.remove(path+'\\外国文学.txt') #删除“外国文学”文件os.mkdir('外国文学') #创建“外国文学”文件夹file_name=os.listdir(path) #获取当前目录下的文件和文件夹列表print(file_name) #输出文件和文件夹列表i=1fornameinfile_name: #遍历列表if'.txt'inname: #如果为txt文件new_name=str(i)+name #在原文件名前加上数字进行编号os.rename(name,new_name) #重命名文件i+=1 #i加1print(os.listdir(path)) #输出文件和文件夹列表os模块4.1【运行结果】

运行程序，“语文”文件夹下文件列表的变化如图8-10所示。重命名后的文件视图如图8-11所示。图8-10“语文”文件夹下文件列表的变化os模块4.1图8-11重命名后的文件视图os.pat