一、文件编码

对于同一份文件，人的视角和计算机的视角是不相同的，人看到的是文字，计算机看到的0和1组成的编码。因为计算机只能识别0和1，无法直接识别文字，那我们是如何在电脑上看到文字的呢？

计算机按照一定的编码规则，将内容翻译成0和1存入存储设备中，程序需要读取的时候，将其调出，再翻译成文字，通过下图可以更加通俗地理解这个过程。

编码就是一种规则集合，记录了内容和二进制间进行相互转换的逻辑。 

计算机中有许多可用编码格式： UTF-8、GBK、Big5等，他们将内容翻译成二进制的方式是不同的。UTF-8是目前全球通用的编码格式，Windows系统自带的记事本中使用的就是UTF-8编码。

文件并不拘泥于文字形式，一张图片、一段视频、一个可执行程序，都可以被保存为一个文件。

文件可分为文本文件、视频文件、音频文件、图像文件、可执行文件等多种类别。

在日常生活中，文件操作主要包括打开、关闭、读、写等操作。

二、打开文件

使用open函数，可以打开一个已经存在的文件，或者创建一个新文件（即如果这个文件不存在，就会被创建）。

语法：open（name,mode,encoding）

name：是要打开的目标文件名的字符串(可以包含文件所在的具体路径)。

mode：设置打开文件的模式(访问模式)：只读、写入、追加等。

encoding:编码格式（推荐UTF-8）

mode常用的三种基础访问模式：

模式	含义	如果目标文件不存在
r	以只读方式打开文件，文件的指针将会放在文件开头。	报错
w	打开一个文件只用于写入。如果该文件已存在则打开文件，并从开头开始编辑，原有内容会被删除。	创建新文件进行写入。
a	打开一个文件用于追加。如果该文件已存在，新的内容将会被写入到已有内容之后。	创建新文件进行写入。

三、读文件

3.1 read()方法

语法：文件对象.read(num)

num表示要从文件中读取的数据的长度（单位是字节），如果没有传入num，则默认读取文件中所有的数据。

在与当前写代码文件的同一路径下，创建一个文件，内容为：apple，命名为test1.txt。

首先用open函数打开文件test1.txt，f作为open函数的文件对象（对象是Python中一种特殊的数据类型，拥有属性和方法），然后按照read（）方法的语法访问字符。

示例代码1：

f=open('E:/Code-Python/0820/test1.txt','r',encoding='UTF-8')#此处要使用正斜杠'/',如果使用反斜杠'\'会被当成转义字符
content=f.read(2)
print(content)
content=f.read(1)
print(content)
content=f.read(2)
print(content)

输出：

ap
p
le

示例代码2：

f=open('test1.txt','r',encoding='UTF-8')#如果文件与当前代码在同一路径下，name处可直接用文件名
content=f.read()#没有传入num，默认读取文件中所有的数据
print(content)

输出：

apple

3.2 readline()方法

语法：文件对象.readline()

功能：一次读取一行内容

示例代码：

f=open('test1.txt','r',encoding='UTF-8')#如果文件与当前代码在同一路径下，name处可直接用文件名
content=f.readline()#读取一行数据
print(content)
content=f.readline()#读取一行数据
print(content)
content=f.readline()#读取一行数据
print(content)
content=f.readline()#读取一行数据
print(content)
content=f.readline()#读取一行数据
print(content)
content=f.readline()#读取一行数据
print(content)

输出：

虞美人·听雨

【宋】蒋捷

少年听雨歌楼上，红烛昏罗帐。

壮年听雨客舟中，江阔云低、断雁叫西风。

而今听雨僧庐下，鬓已星星也。

悲欢离合总无情，一任阶前、点滴到天明。

3.3 readlines()方法

语法：文件对象.readlines()

功能：按照行的方式把整个文件中的内容一次性全部读取，返回一个列表，其中每一行的数据为一个元素。

示例代码：

f=open('test1.txt','r',encoding='UTF-8')#如果文件与当前代码在同一路径下，name处可直接用文件名
content=f.readlines()
print(content)

输出：

['虞美人·听雨\n', '【宋】蒋捷\n', '少年听雨歌楼上，红烛昏罗帐。\n', '壮年听雨客舟中，江阔云低、断雁叫西风。\n', '而今听雨僧庐下，鬓已星星也。\n', '悲欢离合总无情，一任阶前、点滴到天明。']

注意：“\n”是换行符。

3.4 for循环读取文件行

代码示例：

for line in open('test1.txt','r',encoding='UTF-8'):
    print(line)#line临时变量记录了文件的一行数据

输出：

虞美人·听雨

【宋】蒋捷

少年听雨歌楼上，红烛昏罗帐。

壮年听雨客舟中，江阔云低、断雁叫西风。

而今听雨僧庐下，鬓已星星也。

悲欢离合总无情，一任阶前、点滴到天明。

四、写文件

电脑中的文件是保存在硬盘上的，但是我们在输入文件的数据时，输入一个字符之后并不是直接保存在硬盘上，而是先保存到内存的文件缓冲区中，文件缓冲区被装满之后，文件缓冲区的所有数据被一次性输入到硬盘上。（从硬盘中读取文件也是同理，此处无须深究。）这是因为从内存中向硬盘输入数据的消耗相对较大，一个字符一个字符地挨个传输效率较低。

4.1 write（）方法

语法：文件对象. write（数据）

功能：写入数据（到文件缓冲区）

代码示例：

f=open('test2.txt','w',encoding='UTF-8')
f.write('Garfield')
time.sleep(50000)#睡眠5万秒，约为833分钟，验证write（）方法是否写入数据（到文件缓冲区）

运行后查看文件目录，test2.txt本来不存在，open函数创建了这个新文件：

但是打开test2.txt，里面为空，看到了新文件的创建，说明代码确实运行了，证实了 write（）方法将内容写入到了内存中，而非硬盘中。

4.2 flush（）方法

语法：文件对象. flush（）

功能：将内存缓冲区中的数据中写入硬盘

代码示例：

import time
#创建文件
f=open('test3.txt','w',encoding='UTF-8')
#写入数据
f.write('Garfield')
#内容刷新
f.flush()
#睡眠
time.sleep(50000)#睡眠5万秒，约为833分钟，验证write（）方法是否写入数据（到文件缓冲区）

运行后查看文件目录，test3.txt本来不存在，open函数创建了这个新文件，f.write('Garfield')将Garfield写入到了内存中，f.flush()将Garfield写入到了硬盘中，所以我们在test3.txt看到了数据。

4.3 'w'模式与'a'模式

以‘w’模式写入文件，如果文件中已有内容，会被清除重新写入新的内容，如下所示：

在代码同路径下创建文件test4.txt，写入内容：加菲猫。

运行代码：

#打开文件
f=open('test4.txt','w',encoding='UTF-8')
#写入数据
f.write('欧迪')
#内容刷新
f.flush()

test4.txt中原有的内容被清空，只保存了新内容：欧迪。

'a'模式下，如果该文件已存在，新的内容将会被写入到已有内容之后。

在代码同路径下创建文件test5.txt，写入内容：加菲猫爱吃千层面。

运行代码：

#打开文件
f=open('test5.txt','a',encoding='UTF-8')
#写入数据
f.write('\n欧迪爱吃蛋糕')#\n帮助换行
#内容刷新
f.flush()

test5.txt中原有的内容依然保留，并且增加了新内容：欧迪爱吃蛋糕。

五、关闭文件

5.1 close()方法

语法：f.close()

功能：关闭文件对象，也就是关闭对文件的占用 （如果不调用close,同时程序没有停止运行，那么这个文件将一直被Python程序占用）。

close()方法还内置了flush功能。

运行中（或被程序占用）的文件无法删除，我们可以利用这一点来验证一下：

f=open('test1.txt','r',encoding='UTF-8')
content=f.read()
print(content)
time.sleep(50000)

运行后打开文件目录，试去删除test1.txt，文件将一直被Python程序占用，无法删除。

使用close（）方法后：

f=open('test1.txt','r',encoding='UTF-8')
content=f.read()
print(content)
f.close()
time.sleep(50000)

运行后打开文件目录，试去删除test1.txt，可以删除，说明文件test1.txt已经被解除占用。

5.2 with open （）方法

语法：

with open(name,mode,encoding) as f:

        语句块 

name：是要打开的目标文件名

mode：设置打开文件的模式(访问模式)：只读、写入、追加等。

encoding:编码格式（推荐UTF-8）

功能：在with open的语句块中对文件进行操作 ，在操作完成后自动关闭close文件，避免遗忘掉close方法（可以理解为自带close关闭功能的open函数，plus版）