《Python程序设计基础》-课件 项目九　Python 文件操作

任务1认识文件01任务2使用文件操作函数完成文本的读写02任务3Python不同文件模块的使用03357任务4基于文件操作的异常处理04任务1认识文件3581. 了解文件路径的基本概念。2. 了解文件的两种路径。3. 了解文件操作基础。任务目标359一、文件路径在程序运行时，变量是临时存储数据的一种方式，一旦程序结束，这些数据将会丢失。如果希望在程序结束后数据仍然保留，就需要将数据保存到文件中。Python提供了内置的文件对象以及操作文件和目录的内置模块，通过这些技术，可以轻松地将数据存储到文件中。文件有两个重要属性：文件名和路径。文件名是为每个文件设置的名称，而路径则用来指明文件在计算机中的位置。相关知识360注意：路径中的“D:\”是指“根文件夹”，它包含了所有其他文件夹。在Windows系统中，根文件夹名为“D:\”，也称“D:”盘。在OSX和Linux系统中，根文件夹是“/”。本教材的示例使用的是Windows风格的根文件夹，如果在OSX或Linux系统中输入交互式环境的例子，应用“/”代替。另外，附加卷（如DVD驱动器或USB闪存驱动器）在不同的操作系统中的表示形式也不同。在Windows系统中，书写路径时使用反斜杠“\”作为文件夹之间的分隔符。361在交互式环境中输入如下代码。>>>importos>>>os.path.join('demo','exercise')'demo\\exercise'因为此程序是在Windows系统中运行的，所以os.path.join('demo','exercise')返回'demo\\exercise'（注意：反斜杠有两个，因为每个反斜杠需要由另一个反斜杠字符来转义）。如果在OSX或Linux系统中调用这个函数，该字符串就会是'demo/exercise'。如果需要创建带有文件名的文件存储路径，同样可以使用os.path.join函数。362二、绝对路径和相对路径绝对路径能够完整地表示出文件的真实位置，并且可以根据这个路径层级找到文件。在Windows系统中可以通过“Shift+鼠标右键”单击文件调出文件的绝对路径。调出文件绝对路径的方法如图所示，先按住Shift键，把光标移至需要获取绝对路径的文件图标处，单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“复制文件地址”命令，即可将其绝对路径复制到剪贴板处。363相对路径即相对于当前工作文件夹，目标文件夹的路径。以Windows系统为例，“.\”代表当前目录，“..\”代表上一层目录，“\”代表根目录。364调出文件绝对路径的方法三、文件操作基础（1）文件的基本操作：作用于文件本身，属于系统级操作。●创建文件：使用内置的open函数创建一个新文件，并返回一个文件对象。可以指定文件的名称、打开模式和编码等参数。●删除文件：使用os.remove函数删除指定的文件。●修改权限：使用os.chmod函数修改文件的权限。可以设置文件的所有者、组和其他用户的权限。●重命名文件：使用os.rename函数重命名指定的文件。●移动文件：使用shutil.move函数移动指定的文件到新的位置。365（2）文件的读写操作：最常用的文件操作，作用于文件的内容，属于应用级操作。●读取文件：使用文件对象的read()方法读取文件内容。可以一次读取全部内容，也可以按行读取。●写入文件：使用文件对象的write()方法写入内容。可以一次写入一行或一次写入多行。其中，对文件的系统级操作功能单一，比较容易实现，可以借助Python中的专用模块（os、sys等），并调用模块中的指定函数实现。366文件的应用级操作可以分为以下3步，每一步都需要借助对应的函数实现。●打开文件：使用open函数，该函数会返回一个文件对象。●对已打开的文件做读/写操作：读取文件内容可以使用read、readline以及readlines函数；向文件中写入内容可以使用write函数。●关闭文件：完成对文件的读/写操作之后，需要关闭文件，可以使用close函数。一个文件，必须在打开之后才能对其进行操作，并且在操作结束之后，还应将其关闭，操作顺序不能打乱。367任务2

使用文件操作函数完成文本的读写3681. 掌握常用文件操作函数的使用。2. 能运用文件操作函数进行读写等操作。任务目标369一、open函数在Python中，经常需要创建或打开指定的文件，并创建文件对象，这些操作可以通过内置的open函数实现。该函数的常用语法格式如下。file=open(file_name[,mode='r'[,buffering=-1[,encoding=None]]])在此格式中，用“[]”括起来的部分为可选参数，既可以使用，又可以省略。其中，各个参数的含义如下。●file：要创建的文件对象。相关知识370●file_name：要创建或打开文件的名称，若为字符串类型，需要用引号（单引号或双引号都可以）括起来。注意：如果要打开的文件和当前执行的代码文件位于同一目录，则直接写文件名即可；否则，此参数需要指定打开文件所在的完整路径。●mode：可选参数，用于指定文件打开模式。●buffering：可选参数，用于指定对文件做读写操作时，是否使用缓冲区。●encoding：手动设定打开文件时所使用的编码格式，不同平台的encoding参数值不同，以Windows系统为例，其默认为CP936（GBK）编码。371372二、read函数read函数用于逐个字节或字符读取文件中的内容。对于借助open函数，并以可读模式（包括r、r+、rb、rb+）打开的文件，可以调用read函数逐个字节（或逐个字符）读取文件中的内容。如果文件是以文本模式（非二进制模式）打开的，则read函数会逐个字符进行读取；反之，read函数会逐个字节进行读取。373read函数的基本语法格式如下。file.read([size])其中，file表示打开的文件对象；size作为一个可选参数，用于指定一次最多可读取的字符（字节）个数，如果省略，则默认一次性读取所有内容。374三、readline函数readline函数用于读取文件中的一行，包含最后的换行符“\n”。readline函数的基本语法格式如下。file.readline([size])其中，file表示打开的文件对象；size表示可选参数，用于指定读取每一行时，一次最多读取的字符（字节）数。和read函数一样，readline函数成功读取文件数据的前提是，使用open函数指定打开文件的模式必须为可读模式（包括r、rb、r+、rb+4种）。375四、readlines函数readlines函数用于读取文件中的所有行，它和调用不指定size参数的read函数类似，只不过该函数返回的是一个字符串列表，其中每个元素为文件中的一行内容。和readline函数一样，readlines函数在读取每一行时，会连同行尾的换行符一起读取。readlines函数的基本语法格式如下。file.readlines()其中，file表示打开的文件对象。与read、readline函数一样，readlines函数要求打开文件的模式必须为可读模式。376五、write函数Python中的文件对象提供了write函数，可以向文件中写入指定的内容。write函数的语法格式如下。file.write(string)其中，file表示打开的文件对象；string表示要写入文件的字符串（或字节串，仅适合写入二进制文件）。注意：在使用write函数向文件写入数据时，需保证使用open函数指定打开文件的模式必须为r+、w、w+、a或a+，否则执行write函数会报io.UnsupportedOperation错误。377六、writelines函数Python的文件对象中不仅提供了write函数，还提供了writelines函数，可以实现将字符串列表写入文件。注意：写入函数只有write和writelines函数，而没有名为writeline的函数。writelines函数的语法格式如下。file.writelines(list)其中，list表示字符串列表（如["小蓝","小红"]）。378七、close函数对于使用open函数打开的文件，在完成相应的操作之后，需要用close函数将其手动关闭，否则程序的运行可能出现问题。close函数是专门用来关闭已打开文件的，其语法格式如下。file.close()其中，file表示打开的文件对象。任务3

Python不同文件模块的使用3791. 掌握Python不同文件模块的用法。2. 熟悉Python不同文件模块的常用函数。3. 能使用模块完成文件打开、处理及关闭等操作。任务目标380一、pickle模块pickle模块用于实现Python对象的持久化存储。Python中有一个序列化过程叫作pickle，它能实现任意对象与文本之间的相互转换，也能实现任意对象与二进制对象之间的相互转换。也就是说，pickle模块可以实现Python对象的存储及恢复。pickle模块是Python的一个标准模块，安装Python的同时就已经安装了pickle库，因此它不需要再单独安装，使用import将其导入程序，就可以直接使用。相关知识381pickle模块提供了以下4个函数可供使用。1. dumps函数dumps函数用于将Python中的对象序列化成二进制对象并返回，其语法格式如下。dumps(obj,protocol=None,*,fix_imports=True)各参数的含义如下。●obj：要转换的Python对象。●protocol：pickle的转码协议，取值为0、1、2、3、4，其中0、1、2对应Python早期的版本，3和4对应Python3.x版本及之后的版本。在未指定的情况下，其值默认为3。3822. loads函数loads函数用于读取给定的二进制对象数据，并将其转换为Python对象，其语法格式如下。loads(data,*,fix_imports=True,encoding='ASCII',errors='strict')其中，data表示要转换的二进制对象。3833. dump函数dump函数用于将Python中的对象序列化成二进制对象，并写入文件，其语法格式如下。dump(obj,file,protocol=None,*,fix_imports=True)各参数的含义如下。●obj：要序列化的Python对象。●file：转换到指定的二进制文件中，要求该文件必须是以“wb”打开模式进行操作。●protocol：和dumps函数中protocol参数的含义完全相同，即序列化时使用的协议版本。如果未指定，则使用默认协议版本。3844. load函数load函数用于读取指定的序列化数据文件，并返回对象，其语法格式如下。load(file,*,fix_imports=True,encoding='ASCII',errors='strict')其中，file表示要转换的二进制对象文件（必须以“rb”打开模式操作文件）。以上这4个函数可以分成两类，其中dumps函数和loads函数实现基于内存的Python对象与二进制对象互转；dump函数和load函数实现基于文件的Python对象与二进制对象互转。385386二、fileinput模块fileinput模块用于逐行读取多个文件的数据。前面学习了使用open函数和read函数或readline函数、readlines函数组合来读取单个文件的数据，但在某些场景中，可能需要读取多个文件的数据，在这种情况下再使用这些组合，显然就不合适了。对此，Python提供了fileinput模块，通过该模块中的input函数，能同时打开指定的多个文件，还能逐个读取这些文件中的内容。387fileinput模块中input函数的语法格式如下。fileinput.input（files="filename1,filename2,…",inplace=False,backup='',bufsize=0,mode='r',openhook=None）此函数会返回一个fileinput对象，它可以理解为将多个指定文件合并之后的文件对象。各参数的含义如下。●files：多个文件的路径列表。●inplace：指定是否将标准输出的结果写回文件，此参数默认值为False。388●backup：指定备份文件的扩展名。●bufsize：指定缓冲区的大小，默认为0。●mode：打开文件的模式，默认为r（只读模式）。●openhook：控制文件的打开方式，如编码格式等。注意：和open函数不同，input函数不能指定打开文件的编码格式，这意味着使用该函数读取的所有文件，除非以二进制方式进行读取，否则该文件的编码格式必须和当前操作系统默认的编码格式相同，不然Python解释器可能提示UnicodeDecodeError错误。和open函数返回单个的文件对象不同，fileinput对象无须调用类似read、readline、readlines这样的函数，直接通过for循环即可按次序读取多个文件中的数据。389fileinput模块中提供了很多函数，通过调用这些函数，可以更快地实现想要的功能。fileinput模块中提供的函数390三、linecache模块除了可以借助fileinput模块实现读取文件，Python还提供了linecache模块。linecache模块用于随机读取文件指定行。linecache模块常用来读取Python源文件中的代码，它使用UTF-8编码格式读取文件内容。因此，使用该模块读取的文件，其编码格式也必须为UTF-8，否则要么读取出来的数据是乱码，要么直接读取失败（Python解释器会报SyntaxError异常）。391linecache模块中常用的函数见下表。linecache模块中常用的函数392四、os.path模块os.path模块不仅提供了一些操作路径字符串的方法，还提供了一些指定文件属性的方法，os.path模块常用的函数见下表。linecache模块中常用的函数393linecache模块中常用的函数394linecache模块中常用的函数任务4

基于文件操作的异常处理3951. 了解异常的概念。2. 熟悉异常的处理方法和异常的传递。3. 掌握try...finally语句的使用方法。4. 能正确进行基于文件操作的异常处理。任务目标396一、异常的概念异常就是一个事件，在程序执行过程中遇到特殊情况时发生，帮助定位错误，了解程序实际运行状况。一般情况下，在Python无法按正常流程处理时就会发生一个异常。异常是Python对象，表示一个错误。当Python脚本发生异常时可以选择捕获并处理，若异常超出可处理的范围且没有被捕获，程序将会终止，防止造成更大的损失。相关知识397398二、异