Python程序设计基础及应用（微课版）课件 -第8章 文件和目录

《Python程序设计基础及应用》配套课件第八章

文件和目录8.1文件处理流程8.2文本文件读写8.4CSV和JSON文件读写8.5文件操作8.6目录操作8.7案例实战8.3二进制文件读写8.1文件处理流程1.文件概述为了长期保存数据以便重复使用、修改和共享，必须将数据以文件的形式存储到外部存储介质(如磁盘、U盘、光盘或云盘、网盘、快盘等)中。文件操作在各类应用软件的开发中均占有重要的地位：管理信息系统MIS是使用数据库来存储数据的，而数据库最终还是要以文件的形式存储到硬盘或其他存储介质上。应用程序的配置信息往往也是使用文件来存储的。图形、图像、音频、视频、可执行文件等等也都是以文件的形式存储在磁盘上的。1.文件概述文件不仅是数据的存储容器，还是程序执行、数据交换、配置管理等重要功能的实现基础。文件是数据持久化存储的基本单位，分为文本文件（如网页、源代码，存储字符序列，需特定编码）和二进制文件（如图像、音视频，存储字节序列，需专用软件解码）。文本文件存储字符序列，用特定编码方案转换为二进制数据。二进制文件包含任意类型数据，将对象内容以字节串(bytes)进行存储，无法用记事本或其他普通字处理软件直接进行编辑，通常也无法被人类直接阅读和理解，需要使用专门的软件进行解码后读取、显示、修改或执行。2.处理过程文件处理流程包含有建立文件、打开文件、读取数据、写入数据以及关闭文件。3.打开文件打开文件要用到Python的内置函数open()，其语法格式如下：open(filename,mode='rt',buffering=-1,ncoding=None,newline=None)filename：文件名称，建议使用原生字符串形式，或者路径分隔符使用“/”。mode：指定打开文件后的处理方式：只读，写入，追加等。所有可能取值见表9-1所示。这个参数是非强制的，默认文件访问模式为只读(r)。buffering：0表示不缓存，1表示缓存。大于1表示缓冲区的大小。-1表示缓冲区的大小为系统默认值。encoding：指定对文本进行编码和解码的方式，只适用于文本模式，可以使用Python支持的任何格式，如gbk、utf8、cp936等。默认使用的编解码方式和平台相关，可以使用locale.getpreferredencoding()查看，默认windows下cp936。newline:用来控制文本模式之下，一行的结束字符3.打开文件访问模式描述r默认模式，以只读方式打开文本文件，文件的指针将会放在文件的开头。w打开一个文本文件用于写入。如果该文件已存在则将其覆盖；如果该文件不存在，则创建新文件。a打开一个文本文件用于追加。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，则创建新文件进行写入。

b二进制模式（可与其他模式组合使用）

t文本模式（默认模式，可省略）

+读、写模式（可与其他模式组合使用）4.关闭文件close()

方法用于关闭一个已打开的文件，可以将缓冲的数据写入文件，然后关闭文件。关闭后的文件不能再进行读写操作，否则会触发

ValueError

错误。close()方法允许调用多次。flush()方法将缓冲的数据写入文件，但是不关闭文件。需要注意的是，即使写了关闭文件的代码，也无法保证文件一定能够正常关闭。例如，如果在打开文件之后和关闭文件之前发生了错误导致程序崩溃，这是文件就无法正常关闭。所以，在管理文件对象时推荐使用with关键字，可以有效避免这个问题。文件在读写结束后会自动关闭，即使是异常引起的也是如此。5.with语句with

语句被设计用于简化资源管理，特别是在处理文件、线程、数据库连接等需要明确关闭或释放资源的场景。对于文件操作来说，with

语句特别有用，它自动处理了文件的打开和关闭。with语句的用法如下。withopen("test.txt","r")asfile:content=file.read()8.2文本文件读写1.内容读取（1）read()方法read()方法读取从当前位置直到文件末尾的所有内容，并将其读取的内容作为一个字符串返回。参数size是可选参数，代表的是从文件中读取的字符数。read()方法的语法结构如下：1.内容读取（1）read()方法1.内容读取（2）readline()方法该方法每次读出一行内容，读取时占用内存小，比较适合大文件，返回一个字符串对象，内容是读取到的字符串。其语法格式如下：1.内容读取（2）readline()方法1.内容读取（3）readlines()方法readlines()方法读取从文件当前位置到文件末尾的所有行，返回一个以每行字符串组成的列表。其语法格式如下：1.内容读取（3）readlines()方法2.数据写入（1）write()方法write()

方法用于向一个打开的文件中写入指定的字符串，在文件关闭前或缓冲区刷新前，字符串内容存储在缓冲区中，这时在文件中看不到写入的内容。其语法格式如下：2.数据写入（1）write()方法2.数据写入（2）writelines()方法writelines()方法在文件中写入一个字符串列表。其语法格式如下：2.数据写入（2）writelines()方法8.3二进制文件读写1.内容读取二进制文件的读取，需要使用open()函数先把二进制文件打开，打开后调用read()方法进行读取。read()方法读取的是二进制的bytes字节串，不能直接显示内容，否则会出现乱码。2.数据写入通过write()方法，可以将字节串写入文件。3.struct模块读写文件struct模块在Python中是一个用于处理字节串与原生Python数据结构类型之间转换的模块。它能将Python的值打包成字节串（序列化），并且能够将字节串解包成Python的值（反序列化）。struct模块常用的函数是pack()和unpack()。pack()和unpack()的语法格式如下：3.struct模块读写文件struct模块代码举例如下：3.struct模块读写文件struct模块代码举例如下：4.pickle模块读写文件pickle是Python标准库中的一个模块,用于将Python对象进行序列化和反序列化。pickle模块拥有dump()和load()函数。dump()函数是将对象进行序列化写进文件中。而load()函数是从文件中读取数据进行反序列化。dump()函数和load()函数的语法格式如下：4.pickle模块读写文件pickle示例如下：8.4CSV和JSON文件读写1.CSV文件读写CSV（Comma-SeparatedValues,逗号分割值或者字符分割值）文件是一种逗号分隔的纯文本形式存储的表格数据。Python中的csv模块提供了reader()和writer()方法。csv模块中的writer类可用于读写序列化的数据，其语法格式如下：csv模块中的reader类用于读取文件中的数据，其语法格式如下：1.CSV文件读写CSV文件读写的案例2.JSON文件读写JSON（JavaScriptObjectNotation，JavaScript对象表示法）是一种轻量级的数据交换格式，采用了完全独立于语言的文本格式来存储和表示数据，是跨平台传输对象的首选数据格式。Python语言内置的json模块提供了对JSON数据的解析和生成的功能，json模块提供了四个主要的方法用来进行Python对象的编解码。2.JSON文件读写表json模块常用方法方法说明格式dump()将Python对象转化为JSON格式的字符串并写入文件，即序列化json.dump(data,file)load()读取文件中JSON格式的字符串并转化为Python对象，即反序列化json.load(file)dumps()将Python对象转换为JSON格式的字符串json.dumps(data)loads()读取JSON格式的字符串并转化为Python对象json.loads(json_data)2.JSON文件读写使用json模块进行序列化和反序列化8.5文件操作文件操作1.重命名文件os.rename()方法用于重命名文件或目录，如果dst是一个存在的目录,将抛出OSError异常。rename()方法的语法格式如下：2.删除文件os.remove()方法用于删除指定路径的文件，无法删除文件夹。如果指定的路径是一个目录，将抛出OSError异常。remove()方法语法格式：os.remove(path)path：要删除的文件路径（可以是相对路径、绝对路径）。文件操作使用rename()和remove()文件操作3.判断是否文件os.path.isfile(path)方法判断path是否是一个文件，返回值是True或者False。4.复制文件shutil.copy(src,dst)方法将文件src复制到文件或目录dst中，该函数返回目标文件名。5.检查文件是否存在os.path.exists(path)方法用于检查文件的存在性，返回一个布尔值（True、False）。6.获取绝对路径名os.path.abspath(path)方法返回path的绝对路径名。文件操作使用copy()、exists()和abspath()8.6目录操作目录操作创建目录os.mkdir(path)方法用于创建单层目录，目录存在时会抛出FileExistsError异常。os.mkdirs(path)创建多级目录结构，即使中间的某一级目录不存在也会被自动创建出来。2.获取当前目录os.getcwd()返回当前工作目录。3.改变当前目录os.chdir(path)改变当前工作目录。4.获取目录内容os.listdir(path)返回path指定的目录下包含的文件或子目录的名字列表。5.删除目录os.rmdir(path)删除path指定的目录，如果目录非空，则抛出一个OSError异常。目录操作6.判断是否为目录os.path.isdir(path)方法用于判断path是否为目录，返回一个布尔值。7.连接多个目录os.path.join(path,*paths)方法连接两个或多个path，形成一个完整的目录。8.分割路径os.path.split(path)方法对路径进行分割，以元组方式进行返回。os.path.splitext(path)方法从路径中分割文件的扩展名。os.path.splitdrive(path)从路径中分割驱动器名称。目录操作9.获取路径os.path.abspath(path)方法返回path的绝对路径；os.path.dirname(path)返回path的路径名部分；os.path.relpath(path,start=os.curdir)方法返回从基准路径start到目标路径path的相对路径字符串。10.遍历目录树os.walk(path)用于遍历指定路径下所有子目录和文件的函数，返回一个生成器。每次迭代中，生成器会依次访问指定目录下的每个子目录，包括指定目录的路径。目录操作批量修改文件和目录名8.7案例实战案例实战1.

案例描述（1）编写程序，将九九乘法表写入到“乘法口诀.txt”文件中。并从“乘法口诀.txt”文件中读取数据输出。（2）编写程序，实现备份指定目录下的所有文件和子目录。2.

案例实现（1）九九乘法表。编程思路：