文章目录
一、引言
众所周知计算机由应用程序、操作系统、硬件三部分结构。
我们python或其他编程语言编写的程序和数据要想持久化保存，就必须保存到硬盘中。但是我们的应用程序不能直接对硬盘进行操作，操作系统把复杂的硬件操作封装成简单的接口给用户/应用程序使用，文件就是这个接口，应用程序可以通过操作文件实现对硬盘操作。
二、python实现操作文件流程
1、操作文件的流程
- 打开文件，得到一个文件句柄并赋值给一个变量
- 通过句柄对这个文件进行操作
- 关闭文件
python实现：
f = open('a.txt',mode='rt',encoding='utf-8') #打开文件得到句柄f
print(f.read()) #读文件
f.close() #关闭文件
2、资源回收与with上下文管理
打开一个文件包含两个部分的资源：存储句柄的f占用的内存资源、操作系统打开的文件。在操作完毕一个文件时，这两部分的资源都必须回收。回收方法：
f.close() #回收操作系统打开的文件资源
del f #回收存储句柄的f占用的内存资源
#f如果先被删除了，那么你再无法使用f调用close方法关闭文件。
其中del f一定要发生在f.close()之后，否则就会导致操作系统打开的文件无法关闭，白白占用资源， 而python自动的垃圾回收机制决定了我们无需考虑del f，这就要求我们，在操作完毕文件后，一定要记住f.close()，虽然我们如此强调，但是大多数读者还是会不由自主地忘记f.close()，考虑到这一点，python提供了with关键字来帮我们管理上下文：
# 1、在执行完子代码块后，with 会自动执行f.close()
with open('a.txt','w') as f:
pass
# 2、可用用with同时打开多个文件，用逗号分隔开即可
with open('a.txt','r') as read_f,open('b.txt','w') as write_f:
data = read_f.read()
write_f.write(data)
#上面这个程序，实现了把一个文件复制到另外一个文件。
with上下文时用来在代码块执行完文件操作后，自动关闭文件。
3、指定操作文本文件的字符编码
f = open(…)是由操作系统打开文件，如果打开的是文本文件，会涉及到字符编码问题，如果没有为open指定编码，那么打开文本文件的默认编码很明显是操作系统说了算了，操作系统会用自己的默认编码去打开文件，在windows下是gbk，在linux下是utf-8。
这就用到了上节课讲的字符编码的知识：若要保证不乱码，文件以什么方式存的，就要以什么方式打开。
f = open(‘a.txt’,‘r’,encoding='utf-8')
三、文件操作模式
1、控制文件读写操作的模式
r(默认的)：只读
w：只写
a：只追加写
文件指针：总是指向需要操作的文件内容的某个地方。不同模式，开始时，文件指针指向不同的地方。
2、r模式的使用
（1）r模式基本知识及使用案例
# r只读模式: 在文件不存在时则报错,文件存在，文件指针直接跳到文件开头，读取文件指针后的所有内容，不能写。
with open('a.txt',mode='r',encoding='utf-8') as f:
res=f.read() # 会将文件的内容由硬盘全部读入内存，赋值给res
# 小练习：实现用户认证功能
inp_name=input('请输入你的名字: ').strip()
inp_pwd=input('请输入你的密码: ').strip()
with open(r'db.txt',mode='r',encoding='utf-8') as f:
for line in f:
# 把用户输入的名字与密码与读出内容做比对
u,p=line.strip('\n').split(':')
if inp_name == u and inp_pwd == p:
print('登录成功')
break
else:
print('账号名或者密码错误')
for line in f释疑：
对文件对象进行for循环遍历，是将文件中的内容一行行的以字符串赋值给line变量
（2）read方法使用：
f.read() #读取所有内容,执行完该操作后，文件指针会移动到文件末尾
f.readline() #读取一行内容,光标移动到第二行首部
f.readlines() #把文件内容每行作为元素存在一个列表中
文件内容：
f.read():
f.readline():
f.readlines():
看完三面三个运行结果，有人就有疑问了，为什么readlines方法的运行结果多了个\n？
答：文件内容和你看到的并不一样，电脑存储文件的样子实际时这样子的：
wjc:123\nhaha:456\nheihei:789 #注：每个\n隶属于前面的，因为你打字，是在当前行的结尾换行的（即当前行结尾处输入换行符的）
3、w模式的使用
# w只写模式: 在文件不存在时会创建空文档,文件存在会清空文件,文件指针跑到文件开头，不能读。
with open('db.txt',mode='w',encoding='utf-8') as f:
f.write('吴晋丞:123\n')
f.write('xixi:admin\n')
f.write('wowo:456\n')
f.write('吴晋丞:123\nxixi:admin\nwowo:456')
#强调：
# 1 在文件不关闭的情况下,连续的写入，后写的内容一定跟在前面写内容的后面
# 2 如果重新以w模式打开文件，则会清空文件内容
4、a 模式的使用
# a只追加写模式: 在文件不存在时会创建空文档,文件存在会将文件指针直接移动到文件末尾，不能读。
with open('c.txt',mode='a',encoding='utf-8') as f:
f.write('44444\n')
f.write('55555\n')
#强调 w 模式与 a 模式的异同：
# 1 相同点：在打开的文件不关闭的情况下，连续的写入，新写的内容总会跟在前写的内容之后
# 2 不同点：以 a 模式重新打开文件，不会清空原文件内容，会将文件指针直接移动到文件末尾，新写的内容永远写在最后
# 小练习：实现注册功能:
username = input('username>>>: ').strip()
password = input('password>>>: ').strip()
with open('db.txt', mode='a', encoding='utf-8') as f:
info = '{name}:{pwd}\n'.format(name=username,pwd=password)
f.write(info)
# 注册我们不可能使用w模式，清空写是吧，需要追加写！
小练习运行示例：
为什么没有换行呢？
答：我们在w模式时，最后一个输入的字符串没有加\n，所以接下来写入的时候，还是从当前行写走。
5、+ 模式的使用(了解)
这个模式你如果想搞懂，你需要对文件指针有一个清楚的认识，你需要时刻清楚文件指针当前在哪个地方。
# r+ w+ a+ :它们都是代表对文件内容具有可读可写
#在平时工作中，我们只单纯使用r/w/a，要么只读，要么只写，一般不用可读可写的模式
它们对文件内容都具有可读可写，那么有什么区别？
（1）r+模式的使用
r+模式代表以r为主体，读写都具有r的特点
r的特点：不存在文件时，无法读文件，报错；文件存在，从文件内容开始的地方，开始读。
r+模式的写操作案例：
with open('db.txt', mode='r+', encoding='utf-8') as f:
f.write('heihei')
info = f.read()
print(info)
db.txt文件原始内容:
haha:123
xixi:admin
wowo:456
执行结果：
执行后db.txt文件的内容：
疑问：为什么read读出来的内容和执行命令后的db.txt文件内容不一致？
答：因为write写操作写完，文件指针便不再是指到文件内容开头了，文件指针此时指向write的内容末尾，r模式我们晓得read只是读取文件指针之后的内容，所以只能打印write的内容末尾后面的内容，不能打印出来前面刚写入的内容。
结论：
- r+模式的读操作和r模式一致
- r+模式的写操作，没有文件不会创建文件，会报错
- r+模式的写操作是从文件开始处开始写的，且会覆盖原来的内容
（2）w+模式的使用
w+模式代表以w为主体，读写都具有w的特点
w的特点：在文件不存在时会创建空文档,文件存在会清空文件,文件指针跑到文件开头。
w+模式的读操作案例:
with open('db.txt', mode='w+', encoding='utf-8') as f:
info = f.read()
print(info)
执行后文档：
即使你再添加内容，文件指针也一直是在文末，read永远都读的都是空白。
总结：
- w+模式写操作和w模式一样
- w+模式读操作，无文件，则创建空文档，有文件则清空文件，再读出来，文件指针一直指向文末，读的内容一直时空白的。
（3）a+模式的使用
a+模式代表以a为主体，读写都具有a的特点
a的特点：在文件不存在时会创建空文档,文件存在会将文件指针直接移动到文件末尾
a+模式的读操作案例：
with open('db.txt', mode='a+', encoding='utf-8') as f:
f.write('haha')
info = f.read()
print(info)
db.txt文件原始内容：
执行后文件的内容：
运行结果：
a+模式中read操作一直都是空白的，这是为什么呢？
答：因为有文件，文件指针就直接跳到文末，即使添加内容，也是追加，文件指针一直指向文末，所以read从文件指针往后读，不论怎样都是空白的
总结：
- a+模式的写操作和a模式的写操作一致
- a+模式的读操作，文件指针一直指向文末，读的都是空白
6、+模式整体总结
我们学习了上面三个+模式，发现w+模式和a+模式因为指针位置的问题，导致read功能相当于没有用，一直读的都是空白，r+模式因为指针位置问题，也会出现write添加内容之后，只能读部分内容。因此我们需要可以控制指针的移动，这个会在后面学习到。
四、控制文件读写内容的模式
1、t模式的使用
# t 模式：如果我们指定的文件打开模式为r/w/a，其实默认就是rt/wt/at
with open('a.txt',mode='rt',encoding='utf-8') as f:
res=f.read()
print(type(res)) # 输出结果为：<class 'str'>
with open('a.txt',mode='wt',encoding='utf-8') as f:
s='abc'
f.write(s) # 写入的也必须是字符串类型
#强调：t 模式只能用于操作文本文件,无论读写，都应该以字符串为单位，而存取硬盘本质都是二进制的形式，当指定 t 模式时，内部帮我们做了编码与解码，所以我们需要指定编码格式，不然可能会出现乱码
