python超详细基础文件操作【建议收藏】

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猴君
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前言

为了巩固所学的知识，作者尝试着开始发布一些学习笔记类的博客，方便日后回顾。当然，如果能帮到一些萌新进行新技术的学习那也是极好的。作者菜菜一枚，文章中如果有记录错误，欢迎读者朋友们批评指正。
（博客的参考源码可以在我主页的资源里找到，如果在学习的过程中有什么疑问欢迎大家在评论区向我提出）

发现宝藏

前些天发现了一个巨牛的人工智能学习网站，通俗易懂，风趣幽默，忍不住分享一下给大家。【宝藏入口】。

1 文件操作

1.1 文件打开与关闭

1.1.1 打开文件

在Python中，你可以使用 open() 函数来打开文件。以下是一个简单的例子：

# 打开文件（默认为只读模式） file_path = 'example.txt' with open(file_path, 'r') as file:     # 执行文件操作，例如读取文件内容     file_content = file.read()     print(file_content)  # 文件在with块结束后会自动关闭，无需显式关闭文件

在上述示例中：

  • 'example.txt' 是文件的路径和名称，你可以根据实际情况修改为你想要打开的文件。
  • 'r' 表示只读模式。如果你想要写入文件，可以使用 'w' 模式，如果想要追加内容，可以使用 'a' 模式等。
  • with open(...) as file : 是使用上下文管理器的方式，确保文件在使用后被正确关闭，即使在处理文件时发生异常也能保证关闭。

1.1.2 关闭文件

在 Python 中关闭文件有两种主要的方法：

1. 使用 with 语句：

with 语句是一种上下文管理器，当它的代码块执行完毕时，会自动关闭文件。这是推荐的方式，因为它确保文件在使用完毕后被正确关闭，即使发生异常也能保证关闭。

   file_path = 'example.txt'    with open(file_path, 'r') as file:        # 执行文件操作，例如读取文件内容        file_content = file.read()        print(file_content)    # 文件在这里已经被自动关闭

2. 使用 close() 方法：

你可以显式调用文件对象的 close() 方法来关闭文件。这种方法适用于一些特殊情况，但相对来说不如 with 语句简洁和安全。

 file_path = 'example.txt'    file = open(file_path, 'r')    try:        # 执行文件操作，例如读取文件内容        file_content = file.read()        print(file_content)    finally:        file.close()

在使用 with 语句时，不需要显式调用 close() 方法。如果你在代码中打开了文件而没有使用 with，请确保在适当的地方调用 close() 以关闭文件，以避免资源泄漏。

1.2 访问模式及说明

访问模式说明
r以只读方式打开文件。文件的指针将会放在文件的开头。这是默认模式。
w打开一个文件只用于写入。如果该文件已存在则将其覆盖。如果该文件不存在，创建新文件。
a打开一个文件用于追加。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。也就是说，新的内容将会被写入到已有内容之后。如果该文件不存在，创建新文件进行写入。
rb以二进制格式打开一个文件用于只读。文件指针将会放在文件的开头。这是默认模式。
wb以二进制格式打开一个文件只用于写入。如果该文件已存在则将其覆盖。如果该文件不存在，创建新文件。
ab以二进制格式打开一个文件用于追加。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。也就是说，新的内容将会被写入到已有内容之后。如果该文件不存在，创建新文件进行写入。
r+打开一个文件用于读写。文件指针将会放在文件的开头。
w+打开一个文件用于读写。如果该文件已存在则将其覆盖。如果该文件不存在，创建新文件。
a+打开一个文件用于读写，如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。文件打开时会是追加模式。如果改文件不存在，创建新文件用于读写。
rb+以二进制格式打开一个文件用于读写。文件指针将会放在文件的开头
wb+以二进制格式打开一个文件用于读写。如果改文件已存在则会覆盖。如果改文件不存在，创建新文件。
ab+以二进制格式打开一个文件用于追加。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。如果改文件不存在，创建新文件用于读写。

2 文件读写

2.1 写数据（write）

写入数据通常涉及将信息保存到文件、数据库或其他持久性存储介质中。以下是一些常见的数据写入场景的示例：

1. 写入文本文件

使用内置的 open 函数来打开文件并写入内容。确保使用适当的模式（例如，'w' 表示写入）。

file_path = 'example.txt'  # 写入文件 with open(file_path, 'w') as file:     file.write("Hello, this is some data.")

2. 写入CSV文件

使用 csv 模块来写入CSV格式的文件。

import csv  csv_file_path = 'example.csv'  data = [['Name', 'Age', 'Occupation'],         ['John Doe', 30, 'Engineer'],         ['Jane Smith', 25, 'Designer']]  with open(csv_file_path, 'w', newline='') as csvfile:     csv_writer = csv.writer(csvfile)     csv_writer.writerows(data)

3. 写入JSON文件

使用内置的 json 模块来写入JSON格式的文件。

import json  json_file_path = 'example.json'  data = {"name": "John Doe", "age": 30, "occupation": "Engineer"}  with open(json_file_path, 'w') as jsonfile:     json.dump(data, jsonfile)

4. 写入数据库

使用数据库连接库（如 sqlite3、mysql-connector-python 等）与相应的数据库进行交互。

import sqlite3  # 连接到SQLite数据库（假设有一个名为 example.db 的数据库） conn = sqlite3.connect('example.db')  # 创建一个游标对象 cursor = conn.cursor()  # 执行SQL插入语句 cursor.execute("INSERT INTO users (name, age, occupation) VALUES (?, ?, ?)", ('John Doe', 30, 'Engineer'))  # 提交更改 conn.commit()  # 关闭连接 conn.close()

2.2 读数据（read）

读取数据通常涉及从文件、数据库或其他存储介质中检索信息。以下是一些读取数据的常见示例：

1. 读取文本文件

使用内置的 open 函数来打开文件并读取内容。

file_path = 'example.txt'  # 读取文件 with open(file_path, 'r') as file:     data = file.read()     print(data)

2. 读取CSV文件

使用 csv 模块来读取CSV格式的文件。

import csv  csv_file_path = 'example.csv'  # 读取CSV文件 with open(csv_file_path, 'r') as csvfile:     csv_reader = csv.reader(csvfile)     for row in csv_reader:         print(row)

3. 读取JSON文件

使用内置的 json 模块来读取JSON格式的文件。

import json  json_file_path = 'example.json'  # 读取JSON文件 with open(json_file_path, 'r') as jsonfile:     data = json.load(jsonfile)     print(data)

4. 从数据库中读取数据

使用数据库连接库（如 sqlite3、mysql-connector-python 等）与相应的数据库进行交互。

import sqlite3  # 连接到SQLite数据库（假设有一个名为 example.db 的数据库） conn = sqlite3.connect('example.db')  # 创建一个游标对象 cursor = conn.cursor()  # 执行SQL查询语句 cursor.execute("SELECT * FROM users")  # 检索所有行 rows = cursor.fetchall()  # 打印每一行 for row in rows:     print(row)  # 关闭连接 conn.close()

2.3 读数据（readlines）

readlines 是 Python 中用于读取文件的方法之一，它用于逐行读取文件内容，并将每一行作为字符串存储在一个列表中。下面是对 readlines 方法的详细解释：

使用 readlines 方法的基本语法

with open('file.txt', 'r') as file:     lines = file.readlines()

解释：

  • open('file.txt', 'r') : 打开文件 'file.txt' 以供读取。第一个参数是文件名，第二个参数是打开文件的模式。'r' 表示只读模式。
  • with ... as ... : 使用 with 语句可以确保在读取完成后自动关闭文件，不需要显式调用 file.close()。
  • lines = file.readlines() : readlines 方法用于读取文件的所有行，并将每一行作为一个字符串存储在列表 lines 中。
  • 每个列表元素对应文件中的一行文本。你可以使用列表索引来访问特定行，例如 lines[0] 表示文件的第一行。

例子：假设 ‘file.txt’ 包含以下内容：

Hello, this is line 1. This is line 2. And this is line 3.

使用 readlines 后：

with open('file.txt', 'r') as file:     lines = file.readlines()  # lines 现在是一个包含每一行文本的列表 print(lines) # 输出： # ['Hello, this is line 1.\n', 'This is line 2.\n', 'And this is line 3.\n']  # 访问特定行 print(lines[0].strip())  # 输出：Hello, this is line 1.

注意事项：

  • 每一行的末尾都包含换行符 \n，你可以使用 strip() 方法去除这些额外的空白字符。
  • readlines 方法适用于处理包含多行文本的文件，但对于大型文件，可能需要考虑逐行读取而不是将整个文件加载到内存中。这可以通过循环遍历文件对象来实现，而不是使用 readlines。

2.3 读数据（readline）

readline 是 Python 中用于读取文件的方法之一，它用于逐行读取文件内容，并返回文件中的一行作为字符串。以下是对 readline 方法的详细解释：
使用 readline 方法的基本语法

with open('file.txt', 'r') as file:     line = file.readline()

解释：

  • open('file.txt', 'r') : 打开文件 'file.txt' 以供读取。第一个参数是文件名，第二个参数是打开文件的模式。'r' 表示只读模式。
  • with ... as ... : 使用 with 语句可以确保在读取完成后自动关闭文件，不需要显式调用 file.close()。
  • line = file.readline() : readline 方法用于读取文件的一行，并将该行作为一个字符串存储在变量 line 中。

例子：假设 ‘file.txt’ 包含以下内容：

Hello, this is line 1. This is line 2. And this is line 3.

使用 readline 后：

with open('file.txt', 'r') as file:     line1 = file.readline()     line2 = file.readline()     line3 = file.readline()  print(line1)  # 输出：Hello, this is line 1. print(line2)  # 输出：This is line 2. print(line3)  # 输出：And this is line 3.

注意事项：

  • 每个 readline 调用都会读取文件的下一行。
  • 返回的字符串包含行末尾的换行符 \n。如果不需要换行符，可以使用 strip() 方法去除它。
  • 当文件读取完毕后，readline 将返回空字符串 ‘’，因此可以在循环中使用 while line != '' 来逐行读取整个文件。

循环读取整个文件：

with open('file.txt', 'r') as file:     line = file.readline()     while line != '':         print(line.strip())  # 去除换行符         line = file.readline()

这个循环将逐行读取整个文件，直到文件末尾。

2.4 readlines 和 readline的区别

readlines 和 readline 是 Python 中用于读取文件的两种不同方法，它们之间有一些重要的区别：

1. readlines 方法：

  • 返回类型：readlines 方法返回一个包含文件所有行的列表，其中每个元素都是文件中的一行文本字符串。
  • 使用情况： 适用于处理包含多行文本的文件，可以一次性将整个文件加载到内存中。这种方法适用于文件较小，可以完全装入内存的情况。
  • 例子：
  with open('file.txt', 'r') as file:       lines = file.readlines()

2. readline 方法：

  • 返回类型： readline 方法每次调用只返回文件中的一行作为字符串。如果再次调用，将返回下一行。当文件读取完毕后，返回空字符串 ‘’。
  • 使用情况： 适用于逐行处理大型文件，可以有效地降低内存使用。因为它一次只读取一行，可以在循环中逐行处理文件，而不必将整个文件加载到内存中。
  • 例子：
  with open('file.txt', 'r') as file:       line = file.readline()       while line != '':           print(line.strip())  # 去除换行符           line = file.readline()

3. 区别总结：

  • readlines 一次性读取整个文件的所有行，并返回一个包含所有行的列表。
  • readline 逐行读取文件，每次调用返回文件中的一行，适用于处理大型文件，减少内存占用。
  • readlines 返回包含换行符的每一行，而 readline 返回单独的行，需要手动去除换行符。

选择使用哪个方法取决于文件的大小和处理需求。如果文件较小，可以完全装入内存，使用 readlines；如果文件较大，可以逐行处理，使用 readline。

3 文件的相关操作

3.1 文件重命名

Python 文件重命名是文件管理中的一个基本操作，可以通过 Python 的内置库来实现。以下是一个超详细的入门指南，介绍如何使用 Python 重命名文件：

1. 导入必要的库

首先，您需要导入 Python 的 os 库，它提供了许多与操作系统交互的函数。

import os

2. 准备文件列表

要重命名文件，您需要先列出指定目录中的所有文件。可以使用 os.listdir() 函数来获取目录中的文件列表。

# 列出指定目录中的所有文件和文件夹 files = os.listdir('path_to_directory')

3. 遍历文件列表

接着，您需要遍历文件列表，对每一个文件进行重命名。

for file in files:     # 获取文件的完整路径     full_path = os.path.join('path_to_directory', file)          # 检查是否是文件     if os.path.isfile(full_path):         # 新的文件名         new_filename = 'new_name'                  # 重命名操作         os.rename(full_path, os.path.join('path_to_directory', new_filename))         print(f'Renamed {file} to {new_filename}')

4. 异常处理

在重命名文件时，可能会出现各种异常，例如目标文件已存在、没有足够权限等。为了确保程序的健壮性，应该添加异常处理。

try:     for file in files:         # ...（上面的代码） except OSError as e:     print(f'Error occurred: {e}')

5. 完整的脚本示例

import os # 指定要重命名文件的目录 directory = 'path_to_directory' # 列出目录中的所有文件 files = os.listdir(directory) # 遍历文件列表并进行重命名 for file in files:     if os.path.isfile(os.path.join(directory, file)):         # 设定新的文件名         new_filename = 'new_name'                  # 重命名文件         try:             os.rename(                 os.path.join(directory, file),                 os.path.join(directory, new_filename)             )             print(f'Renamed {file} to {new_filename}')         except OSError as e:             print(f'Error renaming {file}: {e}')

6. 注意安全性和效率

在批量重命名文件时，应确保：

  • 不要同时进行多个重命名操作，以避免潜在的竞争条件。
  • 确保目标目录存在，避免在重命名时创建不存在的目录。
  • 考虑到操作系统对文件重命名的限制，例如在 Windows 中，文件名不能超过 255 个字符，而在 Unix/Linux 中则没有这个限制。

7. 高级用法

对于更复杂的重命名任务，您可以使用正则表达式或者其他文本处理方法来生成新的文件名。

import os import re # 指定目录 directory = 'path_to_directory' # 列出目录中的所有文件 files = os.listdir(directory) # 遍历文件列表并进行重命名 for file in files:     if os.path.isfile(os.path.join(directory, file)):         # 使用正则表达式匹配文件名模式，并替换为新的模式         new_filename = re.sub(r'\d+', 'new_prefix', file)                  # 重命名文件         try:             os.rename(                 os.path.join(directory, file),                 os.path.join(directory, new_filename)             )             print(f'Renamed {file} to {new_filename}')         except OSError as e:             print(f'Error renaming {file}: {e}')

这个脚本会将指定目录中所有以数字开头的文件重命名为新的前缀。

3.2 删除文件

在Python中，删除文件是一个相对简单的操作。我们可以使用os库中的os.remove()函数来实现。以下是一个超详细的入门指南，介绍如何使用Python删除文件：

1. 导入必要的库

首先，您需要导入Python的 os 库，它提供了许多与操作系统交互的函数。

import os

2. 准备文件路径

要删除文件，您需要知道要删除的文件的路径。

file_path = 'path_to_file'

3. 检查文件是否存在

在删除文件之前，最好检查该文件是否存在，以避免错误。

if os.path.isfile(file_path):     print(f'File {file_path} exists, proceed to delete.') else:     print(f'File {file_path} does not exist, skip deletion.')
  1. 执行删除操作

如果文件存在，您可以使用 os.remove() 函数来删除它。

try:     os.remove(file_path)     print(f'File {file_path} deleted successfully.') except OSError as e:     print(f'Error occurred: {e}')

5. 完整的脚本示例

import os # 指定要删除的文件的目录 file_path = 'path_to_file' # 检查文件是否存在 if os.path.isfile(file_path):     print(f'File {file_path} exists, proceed to delete.') else:     print(f'File {file_path} does not exist, skip deletion.') # 执行删除操作 try:     os.remove(file_path)     print(f'File {file_path} deleted successfully.') except OSError as e:     print(f'Error occurred: {e}')

6. 注意安全性和效率

在批量删除文件时，应确保：

  • 不要同时进行多个删除操作，以避免潜在的竞争条件。
  • 确保目标目录存在，避免在删除时创建不存在的目录。
  • 考虑到操作系统对文件删除的操作限制，例如在 Windows 中，文件名不能超过 255 个字符，而在 Unix/Linux 中则没有这个限制。
    通过以上步骤，您应该能够掌握如何使用Python删除文件。

3.3 创建文件

在Python中，创建文件是一个相对简单的操作。我们可以使用 os 库中的 os.open() 函数或者 with 语句来创建文件。以下是一个超详细的入门指南，介绍如何使用Python创建文件：

1. 导入必要的库

首先，您需要导入Python的 os 库，它提供了许多与操作系统交互的函数。

import os

2. 准备文件路径

要创建文件，您需要知道要创建的文件的路径。

file_path = 'path_to_file'

3. 检查文件路径是否存在

在创建文件之前，最好检查该文件路径是否存在，以避免覆盖其他文件。

if not os.path.exists(file_path):     print(f'File path {file_path} does not exist, proceed to create.') else:     print(f'File path {file_path} already exists, skip creation.')

4. 执行创建操作

如果文件路径不存在，您可以使用 os.open() 函数来创建文件。

try:     with open(file_path, 'w') as f:         print(f'File {file_path} created successfully.') except IOError as e:     print(f'Error occurred: {e}')

这里，我们使用 with 语句来确保文件在操作完成后会被正确关闭。'w' 参数表示以写入模式打开文件，如果文件不存在，会创建一个新文件。

5. 完整的脚本示例

import os # 指定要创建的文件的目录 file_path = 'path_to_file' # 检查文件路径是否存在 if not os.path.exists(file_path):     print(f'File path {file_path} does not exist, proceed to create.') else:     print(f'File path {file_path} already exists, skip creation.') # 执行创建操作 try:     with open(file_path, 'w') as f:         print(f'File {file_path} created successfully.') except IOError as e:     print(f'Error occurred: {e}')

6. 注意安全性和效率

在创建文件时，应确保：

  • 拥有创建文件的足够权限。
  • 避免在内存不足的情况下创建大型文件。
    通过以上步骤，您应该能够掌握如何使用Python创建文件。

3.4 获取当前目录

在Python中，我们可以使用 os 库中的 os.getcwd() 函数来获取当前目录的路径。以下是一个示例：

import os current_directory = os.getcwd() print(f'Current directory is: {current_directory}')

这将会打印出当前Python脚本所在目录的路径。

4 示例

4.1 目录.txt自动清洗

  1. 需要在二级标题所在行最前面空4个格子，一级标题不用
  2. 需要在章和节字的后面加上一个空格
  3. 需要在页码前面加上=>符号
# 获取桌面路径 import os import re  desktop_path = os.path.join(os.path.expanduser("~"), "Desktop")  # 目标文件路径 file_path = os.path.join(desktop_path, "目录.txt")  # 打开文件并读取内容 with open(file_path, 'r', encoding='utf-8') as file:     lines = file.readlines()  modified_lines = [] for line in lines:     # 去除空格     line = line.replace(" ", "")     if len(line) == 1:         continue     # 使用正则表达式在'章'或'节'后面添加一个空格，仅在后面没有空格的情况下     line = re.sub(r'(章|节)(?![ ])', r'\1 ', line)     # 在小数点后添加空格     line = re.sub(r'(\.\d)', r'\1 ', line)     if '章' not in line:         # 二级标题添加4个空格         line = ' ' * 4 + line     # 匹配并去除最外层的英文括号     pattern_en = r'\(([\d\s]+)\)'     line = re.sub(pattern_en, r'\1', line)     # 匹配并去除最外层的中文括号及其内部内容（包括除数字和空格以外的字符）     pattern = r'（([^）]+)）'     line = re.sub(pattern, r'\1', line)     # 确保每行只有一个 =>     if '=>' not in line:         # 在页码数字前添加 =>（只在行尾）         line = re.sub(r'(\d+)$', r'=>\1', line)     # 去除中文汉字和'=>整体符号左边的冗余符号     pattern = r'([\u4e00-\u9fff]+)[^\w\s]+=>'     line = re.sub(pattern, r'\1=>', line)     modified_lines.append(line) # 将修改后的内容写回文件 with open(file_path, 'w', encoding='utf-8') as file:     file.writelines(modified_lines)  # 读取文件内容 with open(file_path, 'r', encoding='utf-8') as file:     content = file.read()     print(content)

4.2 批量修改文件夹下的文件命名

D:\231127\试卷\00159高级财务会计 目录下的所有图片命名中有_，确保_前面的字符串为00159231127

你可以使用 Python 的 os 模块来实现对文件名的批量修改，结合字符串操作来确保文件名中的规定格式。以下是一个示例代码：

import os  # 指定目录路径 directory_path = r'D:\231127\试卷\00159高级财务会计'  # 获取目录下所有文件名 files = os.listdir(directory_path)  # 遍历文件 for file_name in files:     # 构建完整的文件路径     file_path = os.path.join(directory_path, file_name)      # 检查文件是否是图片文件，并且文件名中包含下划线     if file_name.lower().endswith(('.png', '.jpg', '.jpeg', '.gif')) and '_' in file_name:         # 分割文件名，以下划线为界         parts = file_name.split('_')          # 确保分割后的第一部分为'00159231127'         if parts[0] != '00159231127':             # 构建新文件名             new_file_name = '00159231127' + '_' + '_'.join(parts[1:])              # 构建新文件路径             new_file_path = os.path.join(directory_path, new_file_name)              # 重命名文件             os.rename(file_path, new_file_path)             print(f'Renamed: {file_name} -> {new_file_name}')

在上述代码中：

1.使用 os.listdir 获取目录下的所有文件名，然后遍历这些文件名。
2.通过 os.path.join 构建完整的文件路径，确保路径的正确性。
3.检查文件是否是图片文件（以 .png, .jpg, .jpeg, .gif 结尾的文件），并且文件名中包含下划线。
4.使用 split('_') 分割文件名，确保分割后的第一部分为'00159231127'。
5.构建新文件名，并使用 os.rename 来重命名文件。

在运行前，请确保备份文件或者在测试环境中运行，以免意外损坏文件。

4.3 检测同级目录下是否存在同名文件夹

检测 D:\231127\试卷 下的文件夹命名前5位是否存在一样的，如果一样打印出来

你可以使用 Python 来检查指定目录下的文件夹，查找前5位命名相同的文件夹。以下是一个示例代码：

import os  # 指定目录路径 directory_path = r'D:\231127\试卷'  # 获取目录下所有文件夹名 folders = [folder for folder in os.listdir(directory_path) if os.path.isdir(os.path.join(directory_path, folder))]  # 创建一个空字典，用于存储前5位相同的文件夹名 same_prefix_folders = {}  # 遍历文件夹 for folder in folders:     # 获取前5位文件夹名     prefix = folder[:5]      # 检查前5位文件夹名是否已经在字典中     if prefix in same_prefix_folders:         # 将文件夹名添加到对应的键值中         same_prefix_folders[prefix].append(folder)     else:         # 若字典中没有该前5位文件夹名，则创建键值对         same_prefix_folders[prefix] = [folder]  # 输出前5位相同的文件夹名 for prefix, folders in same_prefix_folders.items():     if len(folders) > 1:         print(f"前5位为 '{prefix}' 的文件夹有以下重复命名：")         print(', '.join(folders))

这段代码执行以下操作：

1.使用 os.listdir 获取指定目录下的所有文件夹名。
2.然后遍历这些文件夹名，提取前 5 位名称，并将具有相同前缀的文件夹放入一个字典中。
3.最后打印出前 5 位相同的文件夹名。

总结

欢迎各位留言交流以及批评指正，如果文章对您有帮助或者觉得作者写的还不错可以点一下关注，点赞，收藏支持一下。
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