一、Python绝对路径和相对路径

明确一个文件所在的路径，有 2 种表示方式，分别是：

◆ 绝对路径：总是从根文件夹开始，Window 系统中以盘符（C：、D：）作为根文件夹，而 OS X 或者 Linux 系统中以 / 作为根文件夹。

◆ 相对路径：指的是文件相对于当前工作目录所在的位置。例如，当前工作目录为 "C:\Windows\System32"，若文件demo.txt 就位于这个System32 文件夹下，则 demo.txt 的相对路径表示为 ".\demo.txt"（其中 .\ 就表示当前所在目录）

os 模块

Python中使用os模块来文件名称或文件路径：

import os

# 获取当前文件名称
print(os.path.basename(os.path.abspath(__file__)))  
# 21_1_os_path.py

# 获取当前文件的绝对路径
print(__file__)  
# C:/auto_test/common_auto_test_frame/demo/python_base/21_1_os_path.py
print(os.path.abspath(__file__))  
# C:\auto_test\common_auto_test_frame\demo\python_base\21_1_os_path.py

# 获取当前文件所在目录，以下两个方法均可
print(os.path.abspath("."))  
# C:\auto_test\common_auto_test_frame\demo\python_base
print(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)))  
# C:\auto_test\common_auto_test_frame\demo\python_base

二、Python读取文件

Python 中，对文件的操作有很多种，常见的操作包括创建、删除、修改权限、读取、写入等，这些操作可大致分为以下 2 类：

? 删除、修改权限：作用于文件本身，属于系统级操作。

? 写入、读取：是文件最常用的操作，作用于文件的内容，属于应用级操作。

文件的应用级操作可以分为以下 3 步，每一步都需要借助对应的函数实现：

1. 打开文件：使用 open() 函数，该函数会返回一个文件对象；
2. 对已打开文件做读/写操作：读取文件内容可使用 read()、readline() 以及 readlines() 函数；向文件中写入内容，可以使用write() 函数。
3. 关闭文件：完成对文件的读/写操作之后，最后需要关闭文件，可以使用 close() 函数。

1.open()函数详解

• r：只读模式
• b：以二进制格式
• w：只写模式
• a：追加模式
• +：写模式

open() 函数用于创建或打开指定文件，该函数的常用语法格式如下：

file = open(file_name [, mode='r' [ , buffering=-1 [ , encoding = None ]]])

此格式中，用 [] 括起来的部分为可选参数。其中，常用参数所代表的含义如下：

• file：表示要创建的文件对象。
• file_name：要创建或打开文件的文件名称，该名称要用引号（单引号或双引号都可以）括起来。
• mode：可选参数，用于指定文件的打开模式。如果不写，则默认以只读（r）模式打开文件。
• encoding：手动设定打开文件时所使用的编码格式，不同平台的 ecoding 参数值也不同，以 Windows 为例，其默认为 cp936（实际上就是 GBK 编码）。

open 函数支持的文件打开模式：

2.read()函数：按字节（字符）读取文件

Python 提供了如下 3 种函数，它们都可以帮我们实现读取文件中数据的操作：

◆ read() 函数：逐个字节或者字符读取文件中的内容；

◆ readline() 函数：逐行读取文件中的内容；

◆ readlines() 函数：一次性读取文件中多行内容。

1）Python read()函数

read() 函数的基本语法格式如下：

file.read([size])

其中，file 表示已打开的文件对象；size 作为一个可选参数，用于指定一次最多可读取的字符（字节）个数，如果省略，则默认一次性读取所有内容。

2）read()函数抛出UnicodeDecodeError异常的解决方法

在使用 read() 函数时，如果 Python 解释器提示UnicodeDecodeError异常或者显示为乱码，其原因在于，目标文件使用的编码格式和 open() 函数打开该文件时使用的编码格式不匹配。

file = "read.txt"
f1 = open(file, encoding='utf-8')  # 解码方式必须与文件编码方式一直，否则会报UnicodeDecodeError异常
print(f1.read())  # 读取所有内容
f1.close()
f2 = open(file, encoding='utf-8')
print(f2.read(5))  # 读取前5个字符
f2.close()

3.readline()和readlines()函数：按行读取文件

和 read() 函数不同，这 2 个函数都以“行”作为读取单位，即每次都读取目标文件中的一行。对于读取以文本格式打开的文件，读取一行很好理解；对于读取以二进制格式打开的文件，它们会以“\n”作为读取一行的标志。

1）Python readline()函数

readline() 函数用于读取文件中的一行，包含最后的换行符“\n”。此函数的基本语法格式为：

file.readline([size])

其中，file 为打开的文件对象；size 为可选参数，用于指定读取每一行时，一次最多读取的字符（字节）数。

# python readline()逐行读取，返回str类型
f3 = open(file, encoding='utf-8')
print(f3.readline())  # 读取第一行
print(f3.readline())  # 读取第二行
f3.close()

2）Python readlines()函数

readlines() 函数用于读取文件中的所有行，它和调用不指定 size 参数的 read() 函数类似，只不过该函数返回是一个字符串列表，其中每个元素为文件中的一行内容。

readlines() 函数的基本语法格式如下：

file.readlines()

其中，file 为打开的文件对象。和 read()、readline() 函数一样，它要求打开文件的模式必须为可读模式（包括 r、rb、r+、rb+ 4 种）。

# python readlines()读取所有行，返回list类型
f4 = open(file, encoding='utf-8')
print(f4.readlines())  
# ['hello python\n', 'hello java\n', 'hello django\n', 'hello go\n', 'hello ruby\n', '爱我中华\n']
f4.close()
f5 = open(file, encoding='utf-8')
for i in f5:
    print(i)  # readlines返回列表类型，使用for循环遍历列表内容
f5.close()

4.读取大文件（GB）

Python读取文件一般是利用open()函数以及read()函数来完成，但该方式仅适合读取小文件。因为调用read()会一次性读取文件的全部内容，调用readlines()一次读取所有内容并按行返回list。如果文件过大，如10G，会造成MemoryError 内存溢出，正确的做法：可以反复调用read(size)法，每次指定读取size个字节的内容。

处理大文件核心思路：通过参数指定每次读取的大小长度,这样就避免了因为文件太大读取出问题。

# 读取大文件
def read_in_chunks(file_path, chunk_size=1024 * 1024):
    """读取大文件，读取指定大小"""
    file_object = open(file_path)
    while True:
        chunk_data = file_object.read(chunk_size)
        if not chunk_data:
            break
        yield chunk_data
        
def read_in_chunk(file_path):
    """结合生成器、读取大文件"""
    lines = (line for line in open(file_path))
    while True:
        for line in lines:
            print(line)
            if not line:
                break
            yield line

5.seek()和tell()函数详解

实现对文件指针的移动，文件对象提供了 tell() 函数和 seek() 函数。tell() 函数用于判断文件指针当前所处的位置，而seek() 函数用于移动文件指针到文件的指定位置。

1）tell() 函数-获取指针位置

tell() 函数的用法很简单，其基本语法格式如下：

file.tell()

# tell()函数获取文件指针位置
f = open(file='read.txt', encoding='utf-8')
f.read(5)
print(f.tell())  # 指针位置为5
f.read(5)
print(f.tell())  # 指针位置为10
f.close()

2）seek()函数-设置指针位置

seek() 函数用于将文件指针移动至指定位置，该函数的语法格式如下：

file.seek(offset[, whence])

参数释义：

• offset：偏移量
• whence：指针所在位置，默认为0-开头位置，1表示当前位置，2表示文件尾

# seek()函数设置文件指针位置
f1 = open(file='read.txt', encoding='utf-8')
f1.read(5)
print(f1.tell())  # 指针位置为5
f1.seek(9)  # 设置指针位置为9
print(f1.tell())  # 指针位置为9
f1.close()

6.使用with...as...语法读写文件

在 Python 中，使用 with...as... 语句操作上下文管理器（context manager），它能够帮助我们自动分配并且释放资源。

with as 语句示例：

# with...as...上下文管理器
# with...as...能够自动释放资源，无需手动关闭
with open('read.txt', encoding='utf-8') as f:
    print(f.read())

由于with...as...语句自带资源调度能力，所以上面的读取大文件也可以使用with...as...语句来实现：

def read_book(file_path):
    """读取大文件，逐行读取"""
    with open(file_path, encoding='utf-8') as file_object:
        while True:
            chunk_data = file_object.readlines()
            for chunk in chunk_data:
                print(chunk)
                if not chunk_data:
                    break
                time.sleep(1)

7.fileinput模块：逐行读取多个文件

Python 提供了 fileinput 模块，通过该模块中的 input() 函数，我们能同时打开指定的多个文件，还可以逐个读取这些文件中的内容。

fileinput 模块中 input() 该函数的语法格式如下：

fileinput.input（files="filename1, filename2, ...", inplace=False, backup='', bufsize=0, mode='r', openhook=None）

其中，各个参数的含义如下：

• files：多个文件的路径列表；
• inplace：用于指定是否将标准输出的结果写回到文件，此参数默认值为 False；
• backup：用于指定备份文件的扩展名；
• bufsize：指定缓冲区的大小，默认为 0；
• mode：打开文件的格式，默认为 r（只读格式）；
• openhook：控制文件的打开方式，例如编码格式等。

import fileinput

# 同时读取多个文件
for line in fileinput.input(files=('read.txt', 'write.txt'), openhook=fileinput.hook_encoded('utf-8')):
    print(line, end="\n")
fileinput.close()

# 替换指定内容，并备份
# 注：openhook=fileinput.hook_encoded('utf-8')指定编码方式
# inplace=True不能和openhook参数同时使用，否则会报错
for content in fileinput.input(files='read.txt', backup='.bak', inplace=True):
    print(content.replace('hello', 'HELLO'))
fileinput.close()

8.linecache模块：读取文件指定行

除了可以借助 fileinput 模块实现读取文件外，Python 还提供了 linecache 模块。和前者不同，linecache 模块擅长读取指定文件中的指定行。换句话说，如果我们想读取某个文件中指定行包含的数据，就可以使用 linecache 模块。 示例:

import linecache
import string
# linecache()读取指定行
print(linecache.getline(string.__file__, 3))  # 读取string文件的第三行
for line in linecache.getlines('read.txt'):  # 读取文件的所有行，返回结果为一个列表
    print(line)

三、Python写入文件

1.Python write()函数

Python 中的文件对象提供了 write() 函数，可以向文件中写入指定内容。该函数的语法格式：

file.write(string)

其中：

• file 表示已经打开的文件对象；
• string 表示要写入的字符串（或字节，仅适用写入二进制文件）。

# write()方法写入文件
f = open('write.txt', 'w')
f.write("hello world 1\n")
f.write("hello world 2\n")
f.write("hello world 3\n")
f.close()

2.Python writelines()函数

Python 的文件对象中，不仅提供了 write() 函数，还提供了 writelines() 函数，可以实现将字符串列表写入文件中。

# write()方法批量写入文件
f_w = open('write.txt', 'w+', encoding='utf-8')
f_r = open("E:/很纯很暧昧.txt", encoding='utf-8')
book = f_r.read(100)
f_w.writelines(book)
f_w.close()

总结

Python绝对路径和相对路径：

◆ 借助os模块获取文件名称、当前文件路径、当前目录的上一层目录

Python读取文件：

◆ read() 函数：逐个字节或者字符读取文件中的内容；

◆ readline() 函数：逐行读取文件中的内容；

◆ readlines() 函数：一次性读取文件中多行内容；

◆ fileinput模块：逐行读取多个文件；

◆ linecache模块：读取文件指定行；

◆ 读取大文件：可以借助with...as...上下文管理器；

Python写入文件：

◆ write()函数：写入指定字符串（或字节，仅适用写入二进制文件）；

◆ writelines()函数：可以实现将字符串列表批量写入文件；