Python人工智能编程基础（微课版）课件 项目9-文件操作

Python人工智能编程基础项目九

文件操作主讲教师：XXX课前导入在经过类与函数的学习后，阿曹决定整理学习笔记，方便以后复习。在整理笔记、输入内容到文档的过程中，他突发奇想，想要尝试使用Python语言将笔记记录到文档中。通过学习平台，阿曹了解到计算机中有不同类型的文件，需要通过不同的Python模块进行操作，便迫不及待地开始实践。重难点重点：难点：文件的基本操作、读取与写入、文件管理内置模块对计算机文件的操作、文本文件多行写入CONTENTS文件的基本类型文件的读取与写入os模块和shutil模块文本内容操作目录CONTENTS01020304parTONE文件的基本类型01知识储备：计算机文件与其类型1计算机文件由一系列字节组成，字节（Byte）是计算机存储数据的最小单位。文件具有名称、大小、创建日期、修改日期等属性。计算机的操作系统提供了各种操作文件的功能，如创建、复制、移动、删除、重命名等。用户可以使用文件管理器程序或命令行界面来管理计算机上的文件。通过文件，用户可以存储和传输各种数据和信息。文本文件、图像文件、音频文件等，每种类型的文件有特定的文件扩展名（如.doc、.jpg、.mp3等）。计算机文件常见的文件类型：对于Python语言来说，常见的计算机文件可以大致分为以下两类：文本文件（TextFile）：如以.txt为扩展名的纯文本文件、以.csv为扩展名且使用逗号分隔数据的文件等；二进制文件（BinaryFile）：如图像文件、音频文件、视频文件等文件。知识储备：文件打开与关闭1在Python语言中，可以先使用内置的open()函数打开文本文件，再对该文件中的内容进行读取。file=open('file1.txt')在完成文件操作后，需要使用close()函数关闭文件file=open('file1.txt')#打开文件content=file.read()#使用read()函数读取整个文件中的内容file.close()#使用close()函数关闭文件在使用open()函数打开包含中文的文本文件时，可能会显示编码错误。如下UnicodeDecodeError:'gbk'codeccan'tdecodebyte...在读取和处理文本文件时，需要注意文件的实际编码方式。根据文件的编码方式，可以使用相应的编码方式对文件进行解码，将二进制数据转换为人类可读的字符形式。通常使用UTF-8编码打开文件。file=open('file1.txt',encoding='utf-8')#使用UTF-8编码对文件进行解码知识储备：文本文件打开模式1Python语言中常用的文件打开模式如表9.1所示。模式作用r只读模式（默认模式），用于从文件的开头开始读取文件中的内容rb二进制只读模式，用于二进制文件的读取w只写模式。如果文件存在，则清空文件中的内容后写入内容；如果文件不存在，则创建新文件并写入内容wb二进制只写模式，用于二进制文件的写入a追加模式。如果文件存在，则在文件的末尾追加写入内容；如果文件不存在，则创建新文件并写入内容ab二进制追加模式，用于二进制文件的追加写入r+读写模式，允许读取和写入文件，文件指针位于文件的开头w+读写模式，以删除文件中的内容为前提，允许读取和写入文件，文件指针位于文件的开头a+读写模式，允许读取和追加写入文件，文件指针位于文件的末尾x排他创建模式，用于创建新文件并以写入模式打开，在打开文件之前检查该文件是否已存在，如果该文件已存在，则操作失败\r回车\f换页\oyy八进制数yy代表的字符，例如，\o12代表换行\xyy十六进制数yy代表的字符，例如，\x0a代表换行\other其他的字符以普通格式输出9.1Python语言中常用的文件打开模式知识储备：文本文件打开模式1Python不同打开模式示例：file1=open('file1.txt','w') #以只写模式打开文件file2=open('file2.txt','a+') #以读写模式打开文件#文件操作代码content1=file1.read()

#读取整个文件中的内容content2=file2.read()

#读取整个文件中的内容#关闭文件file1.close()file2.close()知识储备：withopen()函数1为了较为方便、安全地处理文件，可以使用withopen()语句打开文件。withopen()语句是Python语言中用于文件操作的一种上下文管理器，它提供了一种简洁、可靠的方式来打开、读取或写入文件，并且在完成操作后自动关闭文件。withopen('filename','mode')asfile:

#文件操作代码

content=file.read() #读取整个文件中的内容其中，参数filename是要操作的文件的名称（可以包含文件路径），参数mode是文件打开模式，参数file是返回的文件对象的变量。withopen()语句的执行流程如下：（1）打开指定的文件，如果该文件不存在，则会引发FileNotFoundError异常。（2）将打开的文件对象赋值给变量file。（3）执行withopen()语句中的文件操作代码。（4）当退出withopen()语句时，withopen()语句会自动调用close()函数关闭文件。withopen()

语句是一种推荐的文件操作方式，不仅可以提高代码的可读性、可靠性和安全性，还可以使文件操作更加简洁和高效。知识储备：二进制文件的打开与关闭1在使用open()函数或withopen语句打开二进制文件时，需要在打开模式中指定以二进制模式打开。与其他文件相同，open()函数打开的二进制文件使用close()函数关闭，使用withopen()

语句打开的二进制文件则会自动关闭。file=open('filename','rb') #以二进制只读模式打开文件#文件操作代码content=file.read()

#使用read()函数读取整个文件中的内容file.close() #使用close()函数关闭文件withopen('filename','rb')asfile: #以二进制只读模式打开文件

#文件操作代码

content=file.read(100) #读取100字节任务实操——打开文本文件1任务实操打开文本文件本任务通过使用Python编程实现字符串的索引、替换等操作，帮助大家更好地应用Python解决实际问题。【例9.1】编写一个Python程序，要求接收用户输入的文本文件名，以默认只读模式打开该文件，并打印该文件中的内容。任务实操——打开文本文件1具体编程示例：filename=input('请输入要读取内容的文本文件的名称：')#接收用户输入的文件名withopen(filename,'r')asfile:#打开文件content=file.read()#读取文件中的内容print(content)#打印文件中的内容任务巩固——打开二进制文件1任务巩固打开二进制文件使用Python编程实现用户自定义输入同级目录下的文件与文件打开模式，并打印该文件中的内容。要求文本文件输出全部内容，二进制文件输出自定义字节的内容。任务巩固——打开二进制文件1输出结果示例1如下：您读取的文件的名称：介绍.txt您选择的读取模式：r您读取的是文本文件，现打印其内容如下：温州是中国浙江省的一个地级市，位于中国东南沿海地区。温州以其发达的私营经济和商业活跃度而闻名，被誉为“中国私营经济之乡”。温州的经济主要以制造业为主导，包括纺织、鞋业、机械、电子等领域。温州还拥有丰富的自然资源和优美的风景，吸引着许多游客前来观光旅游。输出结果示例2如下：您读取的文件的名称：介绍.docx您选择的读取模式：rb您选择的读取字节数：10b'PK\x03\x04\n\x00\x00\x00\x00\x00'示例：parTTWO文件的读取与写入02知识储备：文件的读取2在使用open()函数打开文件后，可以使用read()系列函数读取文件中的内容。1）read()函数read()函数用于一次性读取文件中的所有内容，并返回一个字符串。filename='介绍.txt'#文件名withopen(filename,'r',encoding='utf-8')asfile:#打开文件content=file.read()#读取文件中的内容print(content)#打印文件中的内容在使用read()函数读取文件中的内容时，可以输入参数表示要读取的字符的数量。filename='介绍.txt'#文件名withopen(filename,'r',encoding='utf-8')asfile:#打开文件content=file.read(10)#读取文件中指定数量的字符print(content)#打印文件中的内容知识储备：文件的读取22）readline()函数readline()函数用于逐行读取文件中的内容，每次调用该函数将返回一行内容。filename='介绍.txt'#文件名withopen(filename,'r',encoding='utf-8')asfile:#打开文件content=file.readline()#读取文件中的一行内容知识储备：文件的读取22）readline()函数需要注意的是，打开一个文件并调用readline()函数输出一行内容后，当再次调用该函数时将会输出下一行内容，以此类推。filename='介绍.txt'#文件名withopen(filename,'r',encoding='utf-8')asfile:#打开文件content1=file.readline()#读取文件中的一行内容content2=file.readline()#读取文件中的一行内容content3=file.readline()#读取文件中的一行内容print('content1：',content1)#打印文件中的内容print('content2：',content2)print('content3：',content3)知识储备：文件的读取22）readline()函数在使用readline()函数读取文件中的内容时，同样可以输入参数表示要读取的字符的数量filename='介绍.txt'#文件名withopen(filename,'r',encoding='utf-8')asfile:#打开文件content=file.readline(10)#读取文件中的一行内容print('content：',content1)#打印文件中的内容知识储备：文件的读取23）readlines()函数readlines()函数用于将文件中的内容读取到一个列表中，文件中的每行内容作为该列表中的一个元素在。filename='介绍.txt'#文件名withopen(filename,'r',encoding='utf-8')asfile:#打开文件content=file.readlines()#读取文件中的内容print(content)#打印文件中的内容使用readlines()函数读取文件中的内容时，可以输入一个参数表示要读取的字符的数量，则该函数会返回所给字符数所在的那一行filename='介绍.txt'#文件名withopen(filename,'r',encoding='utf-8')asfile:#打开文件content=file.readlines(20)#读取至第20个字符所在的行的内容print(content)#打印文件中的内容知识储备：文件的写入2在使用open()函数打开文件后，可以使用write()函数进行文件内容的写入。在写入文件内容时，需要注意文件打开模式的选择，以下是几种模式打开文件后的区别。（1）w模式是只写模式，会在清空文件中的内容后写入内容，如果该文件不存在，则会创建一个新文件。示例如下：withopen('file.txt','w')asf:#以w模式打开文件f.write('Hello,world!')#写入内容（2）a模式是追加模式，会在文件的末尾追加写入内容，如果该文件不存在，则会创建一个新文件。示例如下：withopen('file.txt','a')asf:#以a模式打开文件f.write('Hello,again!')#写入内容知识储备：文件的写入2在使用open()函数打开文件后，可以使用write()函数进行文件内容的写入。在写入文件内容时，需要注意文件打开模式的选择，以下是几种模式打开文件后的区别。（3）r+模式是读写模式，会打开文件进行读写，如果该文件不存在，则会创建一个新文件。示例如下：withopen('file.txt','r+')asf:#以r+模式打开文件content=f.read()#读取文件中的内容f.write('Newcontent')#写入内容（4）w+模式是以删除内容为前提的读写模式，会在清空文件中的内容后写入内容，如果该文件不存在，则会创建一个新文件。示例如下：withopen('file.txt','w+')asf:#以w+模式打开文件f.write('Hello,world!')#写入内容content=f.read()#读取文件中的内容任务实操——读写文件2任务实操读写文件【例9.2】编写一个Python程序，对给定的文本文件进行行数统计。

提示：

使用readlines()函数读取文件，根据其返回的数据进行统计。【例9.3】编写一个Python程序，在同级目录下创建一个用户自定义的文本文件，接收用户输入的内容并将其写入该文件，直到用户输入的内容为空。提示：使用input()函数接收用户输入的内容，直到用户输入的内容为空。任务实操——读写文件2【例9.2】具体编程示例：withopen('介绍.txt','r',encoding='utf-8')asfile:#以w模式打开文件content=file.readlines()#读取内容print('本文件有{}行'.format(len(content)))#打印行数

【例9.3】具体编程示例：filename=input('请输入创建的文件名称：')#接收用户输入的内容withopen(filename,'w')asfile:#打开文件whileTrue:#循环接收用户输入的内容line=input('请输入内容：')ifnotline:#如果用户输入的内容为空，则退出循环 breakfile.write(line+'\n')#写入内容任务巩固——读取CSV文件中的内容2任务巩固读取CSV文件中的内容

使用Python编程实现CSV文件的读取，要求如下：①

每行作为一个列表读取，去除换行符，使用逗号隔开每个元素。②

将所有行列表保存到一个文件列表中。③

打印文件列表中的前10个元素。输入示例如下：['Year','Salary']['1','39451']['1.2','46313']['1.4','37839']['1.9','43633']['2.1','39999']['2.8','56750']['2.9','60258']['3.1','54553']['3.1','64553']parTTHREEos模块与shutil模块03os模块是Python语言中的一个模块，提供与操作系统进行交互的函数，用于执行与文件和目录相关的操作，如创建、删除、重命名文件和目录，访问文件和目录的属性，以及执行系统命令等。os模块中的部分函数如表9.2所示。知识储备：os模块3表9.2os模块中的部分函数函数名称功能说明os.getcwd()获取当前工作目录的路径os.chdir(path)改变当前工作目录到指定的路径os.listdir(path)返回指定路径下的文件和目录列表os.mkdir(path)创建一个新目录os.rmdir(path)删除指定的目录，该目录必须是空的os.remove(path)删除指定的文件os.rename(src,dst)重命名文件或目录os.path.exists(path)检查指定的路径是否存在os.path.isfile(path)检查指定的路径是否是一个文件os.path.isdir(path)检查指定的路径是否是一个目录shutil模块是Python语言中的一个文件操作工具模块，提供许多功能强大且便捷的方法，用于执行各种文件和目录操作。shutil模块和os模块都是Python语言中用于进行文件和目录操作的模块，其中os模块主要提供文件系统的基本操作功能，如对文件和目录的路径、权限和属性进行操作，包括文件和目录的创建、删除、重命名、路径处理、系统命令执行等；而shutil模块则主要提供文件和目录的高级操作功能，如复制、移动、归档、压缩、递归复制目录、创建和解压缩归档文件等。shutil模块中的部分函数如表9.3所示。知识储备：shutil模块3表9.3shutil模块中的部分函数函数名称功能说明shutil.copy(source,destination)复制文件从源路径到目标路径shutil.copy2(source,destination)复制文件，同时保留源文件的元数据（如修改时间和权限）shutil.copytree(source,destination)递归复制整个目录树，包括文件夹和文件shutil.rmtree(directory)递归删除整个目录树，包括文件夹和文件shutil.move(source,destination)移动文件或目录到目标位置shutil.make_archive(base_name,format,root_dir)创建归档文件（如zip或tar文件）shutil.unpack_archive(archive_name,extract_dir)解压缩归档文件到目标目录任务实操——查询工作环境3任务实操查询工作环境【例9.4】编写一个Python程序，使用os模块查看当前工作目录与该目录下的文件列表。【例9.5】编写一个Python程序，该程序接收用户输入的路径，检查该路径是否存在，如果存在，则输出该路径为目录/文件，并打印绝对路径，否则输出“该路径不存在”。【例9.6】编写一个Python程序，获取当前目录下的文件与目录列表，将所有后缀名为.txt的文件复制一份（副本文件的名称为原文件名+“副本.txt”）。【例9.4】具体编程示例：importos#导入模块print('当前工作目录：',os.getcwd())#打印当前工作目录print('当前工作目录下的文件列表：',os.listdir('.'))#“.”为相对路径中表示当前工作目录的符号运行程序，输出结果为：当前工作目录：c:\Users\cao\Desktop\Python文件操作当前工作目录下的文件列表：['os模块与shutil模块.ipynb','示例1.txt','示例2.txt']任务实操——查询工作环境3【例9.5】具体编程示例：importospath=input('请输入路径：')ifos.path.exists(path):#判断路径是否存在print('该路径存在')ifos.path.isfile(path):#判断是否为路径print('该路径为文件')print('绝对路径为',os.path.abspath(path))#打印绝对路径else:print('该路径为目录')print('绝对路径为',os.path.abspath(path))else: print('该路径不存在')任务实操——查询工作环境3【例9.6】具体编程示例：importosimportshutilfile_list=os.listdir('./')#相对路径“./”表示当前目录print(file_list)#打印初始文件forfileinfile_list:#循环遍历

ifos.path.isfile(file)andfile.endswith('.txt'):#如果为文件并且文件名以.txt结尾

file_name=os.path.splitext(file)#通过splittext()方法分离文件的前缀名与后缀名

shutil.copy(file,file_name[0]+'副本.txt')#复制文件至当前目录中，并设置副本文件的名称new_list=os.listdir('./')print(new_list)运行程序，输出结果为：['os模块与shutil模块.ipynb','示例1.txt','示例2.txt']['os模块与shutil模块.ipynb','示例1.txt','示例1副本.txt','示例2.txt','示例2副本.txt']任务实操——查询工作环境3任务巩固——转移文件3任务巩固转移文件编写一个Python程序，首先列出当前目录A下的所有文件和文件夹的名称，然后将其中的所有文件移动到一个新的名为files的文件夹中（如果该文件夹不存在，则先创建它），最后删除原始目录A（如果有的话）。输出结果如下：当前目录A下的文件：os模块与shutil模块.ipynb,示例1.txt,示例2.txt所有文件已成功移动原始目录已成功删除parTFOUR文本内容操作04文本光标是指在文本编辑器或阅读器中，用于标记当前编辑位置的小竖线。用户可以通过鼠标单击或键盘操作来移动光标的位置，从而对文本进行编辑、修改、删除等操作。在计算机编程中，文本光标也常用于表示当前程序执行的