简单 Python 快乐之旅之：Python 基础语法之文件操作专题

文章目录

• ​​1. 读取文本文件​​

• ​​1.1. 读取文本文件里的个别字符​​
• ​​1.2. 以文本模式读取文件​​

• ​​2. 向文本文件写入字符串​​

• ​​2.1. 将字符串写入文本文件​​
• ​​2.2. 在文本模式下将字符串写入文本文件​​

• ​​3. 移除文件​​

• ​​3.1. 移除文件​​
• ​​3.2. 移除不存在的文件​​

• ​​4. 创建目录​​

• ​​4.1. 创建目录​​
• ​​4.2. 创建已存在的目录​​

• ​​5. 检查指定路径是文件还是目录​​

• ​​5.1. 检查指定路径是否是一个文件​​
• ​​5.2. 检查指定路径是否是一个目录​​

• ​​6. 拿到目录及其子目录下所有文件列表​​

• ​​6.1. 拿到所有文件列表​​
• ​​6.2. 拿到指定扩展名的所有文件列表​​
• ​​6.3. 文件遍历用场​​

• ​​7. 追加文本到文件​​

• ​​7.1. 追加文本到文件​​
• ​​7.2. 在文本模式下追加文本到文件​​

• ​​8. 替换文件中的字符串​​

• ​​8.1. 替换文件中的字符串​​
• ​​8.2. 在同一文件中替换字符串​​

• ​​9. 将文件中连续的多个空格替换为单个空格​​

• ​​9.1. 切割字符串​​
• ​​9.2. 使用正则表达式​​

• ​​10. 怎样统计文本文件中的单词数​​

• ​​10.1. 统计单词数​​
• ​​10.2. 统计有多行的文本的单词数​​

• ​​11. 怎样统计文本文件中的字符数​​

• ​​11.1. 统计文本文件中的字符数​​
• ​​11.2. 统计文本文件中去除空格以外的字符数​​

• ​​参考资料​​

本专题将会对文件或文件夹的读取、写入、追加、更新、删除等操作进行讲解。

1. 读取文本文件

在 Python 中可以使用 open() 函数来打开文件，该函数将返回一个文件对象，然后我们可以通过调用该文件对象的 read() 函数对其内容进行读取。
在目录 D:\work\20190810 下新建文件，编辑其内容为 Hello Python~ 后保存。执行以下 Python 代码：

# Python Program to Read Text File
f = open("D:/work/20190810/sample.txt", "r")
data = f.read()
print(type(f))
print(type(data))
print(data)

输出结果：

1.1. 读取文本文件里的个别字符

上面的示例中，注意给的是绝对路径，如果给相对路径的话，以执行程序所在目录为当前目录。
如果你只想读取该文件起始的 N 个字符，将数字 N 作为参数传给 read() 函数即可。

# Read only some characters in the Text File
f = open("D:/work/20190810/sample.txt", "r")
data = f.read(7)
print(data)

执行和输出：

上边读取了前 7 个字符，可见 N 以 1 开始。

1.2. 以文本模式读取文件

在默认情况下，当你打开一个文件的时候，该文件将会以文本模式被打开。还有另一种打开模式叫做二进制模式。在接下来的示例中，我们将会用 “t” 和 “r” 一起，显式以文本只读模式打开文件。

# Read file in Text mode
f = open("D:/work/20190810/sample.txt", "rt")
data = f.read()
print(data)

执行和输出：

2. 向文本文件写入字符串

要向文本文件写入字符串，你可以遵循以下步骤：

• 使用open()函数以写入模式打开文件
• 使用文件对象的write()方法将字符串写入
• 使用文件对象的close()方法将文件关闭

2.1. 将字符串写入文本文件

在接下来的示例中，我们将按照上述步骤将一个字符串常量写入到一个文本文件。

# Write String to Text File
text_file = open("D:/work/20190810/sample.txt", "w")
n = text_file.write('Python welcome you~')
text_file.close()
print(n)

执行该示例：

可见 write() 方法返回的是写入文本文件的字符串所包含的字符个数。

使用文本编辑器打开该文件查看其内容如下所示：

可见写入模式打开文本文件后，并对其进行写入，如果该文件已经存在，原来的内容将会被覆盖。如果该文件不存在，将新建一个文件然后将字符串写入。

2.2. 在文本模式下将字符串写入文本文件

上小节中我们提到过，一个文件可以使用两种模式的其中一种打开：文本或者二进制。在默认情况下一个文件将以文本模式打开，当然你也可以显式定义使用文本模式打开。在接下来的示例中，我们将使用 “t” 来显式说明使用文本模式打开文件，并遵循上述步骤将字符串写入该文件。

# Write String to Text File in Text Mode
text_file = open("D:/work/20190810/sample.txt", "wt")
n = text_file.write('Python, Python~')
text_file.close()
print(n)

执行和输出：

再次打开该文件查看其内容：

3. 移除文件

在 Python 里移除一个文件可以调用 os 库的 remove() 方法，将该文件的路径作为参数传给它即可。

3.1. 移除文件

在接下来的示例中，我们将上面小节中用到的文件删除。

# Remove File with Python
import os
os.remove("D:/work/20190810/sample.txt")
print("The file is removed")

执行和输出：

删除前和删除后该文件所在目录下文件对比：

3.2. 移除不存在的文件

如果提供给 remove() 方法的文件并不存在，你将会得到一个 FileNotFoundError 错误。

再次执行上述删除程序，输出：

4. 创建目录

在 Python 程序里创建一个新目录可以使用 os.mkdir() 函数，将要创建目录的路径传递给它即可。
os.mkdir() 函数的语法如下：

os.mkdir(path, mode=0o777, *, dir_fd=None)

其中 path 是上面所说的路径，mode 为分配给该目录的文件权限。请参考 linux 文件权限体系，777 为所有用户可读可写可执行权限。

4.1. 创建目录

在接下来的示例中我们将新建一个名为 sample 的目录。

# Create a Directory or Folder with Python
import os
os.mkdir("D:/work/20190810/sample")
print('The directory is created.')

执行和输出：

对比执行前后的该文件夹所在的父目录：

4.2. 创建已存在的目录

如果你要创建一个已经存在了的目录，你将会得到一个 FileExistsError。

继续执行上小节的创建目录的程序输出如下：

该错误指示出 当文件已存在时，无法创建该文件。: ‘D:/work/20190810/sample’，同时还提示出错在程序的哪行代码 File “D:/PycharmProjects/MyPythonApp/testfile.py”, line 8, in <module>。

5. 检查指定路径是文件还是目录

要检查给定的路径是一个文件还是一个目录，使用 os 库的 isfile() 方法来检查其是否是一个文件，isdir() 方法来检查其是否是一个目录。

import os

isFile = os.path.isfile(fpath)
isDirectory = os.path.isdir(fpath)

两个方法都将返回一个布尔值，指示出该文件路径是否是一个文件，或者是否是一个目录。

5.1. 检查指定路径是否是一个文件

接下来我们先执行上面写入代码将 sample.txt 创建好，然后判断其是否文件。

# Check if the Path is a File
import os
fpath = "D:/work/20190810/sample.txt"
isFile = os.path.isfile(fpath)
print("The file present at the path is a regular file:", isFile)

执行和输出：

现在我们来判断其父目录是否是一个文件。

# try with a path that is a folder
fpath = "D:/work/20190810"
isFile = os.path.isfile(fpath)
print("The file present at the path is a regular file:", isFile)

执行和输出：

很棒，我们能够判断指定路径是否是一个文件了。

5.2. 检查指定路径是否是一个目录

在接下来的示例中，我们使用 isdir() 方法来判断指定路径是否是一个目录。

# Check if the Path is a Directory
fpath = "D:/work/20190810"
isDirectory = os.path.isdir(fpath)
print("Path points to a Directory:", isDirectory)
fpath = "D:/work/20190810/sample.txt"
isDirectory = os.path.isdir(fpath)
print("Path points to a Directory:", isDirectory)

执行和输出：

6. 拿到目录及其子目录下所有文件列表

要拿到某个文件夹/目录及其子文件夹/子目录下的所有的文件列表，我们可以使用 os.walk() 函数。os.walk() 函数将提供当前目录、子目录以及它们下边所有文件的一个迭代。

6.1. 拿到所有文件列表

在本示例中，我们先拿到一个目录的路径，接下来递归列举该目录及其子目录下的所有文件。

# Get the list of all files
import os
path = "D:\PycharmProjects\MyPythonApp"
for root, dirs, files in os.walk(path):
    for file in files:
        print(os.path.join(root,file))

执行该程序输出结果如下：

可见指定目录下下所有子目录，子目录的子目录，子目录的子目录的子目录…下的文件都被打印了出来。
要理解上述程序的执行，只需要执行以下程序：

# Get the list of all files with a specific extension
import os
path = "D:\PycharmProjects\MyPythonApp"
for root, dirs, files in os.walk(path):
    print(root)
    print(dirs)
    print(files)

执行后的输出结果如下：

Python 源码 os.py 对 walk 定义时的解释如下：

Directory tree generator.

For each directory in the directory tree rooted at top (including top
itself, but excluding '.' and '..'), yields a 3-tuple

    dirpath, dirnames, filenames

dirpath is a string, the path to the directory.  dirnames is a list of
the names of the subdirectories in dirpath (excluding '.' and '..').
filenames is a list of the names of the non-directory files in dirpath.
Note that the names in the lists are just names, with no path components.
To get a full path (which begins with top) to a file or directory in
dirpath, do os.path.join(dirpath, name).    

6.2. 拿到指定扩展名的所有文件列表

在上小节示例的基础上，我们将所有扩展名为 .py 的文件过滤出来打印。

# Get the list of all files with a specific extension
import os
path = "D:\PycharmProjects\MyPythonApp"
for root, dirs, files in os.walk(path):
    for file in files:
        if (file.endswith(".py")):
            print(os.path.join(root, file))

执行后的输出结果：

6.3. 文件遍历用场

接下来的示例我们遍历统计指定目录下文件占用空间，查看哪个子目录占用空间较大，可以实现类似于 linux 的 du 命令的效果，可以应用于系统磁盘空间的实时监控。这对于系统运维非常重要，因为磁盘监控是系统运行监控及异常实时报警的一个重要 KPI。

# Get the size of all directories of specific directory
import os
from os.path import join, getsize
path = "D:\PycharmProjects\MyPythonApp"
for root, dirs, files in os.walk(path):
    print(root, "directory takes", sum([getsize(join(root, name)) for name in files]), "bytes")

执行后输出结果：

7. 追加文本到文件

在 Python 中需要按以下步骤追加文本到文件。

1. 使用a+模式打开文件。
2. 写入或追加文本内容到文件。
3. 关闭文件。

7.1. 追加文本到文件

在接下来的示例中，我们先创建了一个带有一些文本的 data.txt 文件。我们将按照上述步骤追加一些文本内容到该文件中去。

该文件初试内容：

编辑写入程序：

# Concatenate or Append Text to File
fin = open("D:/work/20190810/data.txt", "a+")
fin.write("\nThis is newly append text.")
fin.close()

执行该程序，再次查看该文件：

7.2. 在文本模式下追加文本到文件

你可以任意在文本或二进制模式下处理文件。默认情况下，文件是以文本模式进行处理。在接下来的示例中，我们将以追加 “t” 到 “a” 后面的办法显式地以文本模式处理文件。

# Append Text to File in Text Mode
fin = open("D:/work/20190810/data.txt", "at")
fin.write("\nThis is newly append text.")
fin.close()

执行后再次查看 data.txt：

8. 替换文件中的字符串

要使用 Python 替换掉文件中的某个字符串，可以遵循以下步骤：

1. 使用只读模式打开输入文件并使用文本模式进行处理。
2. 使用写入模式打开输出文件并使用文本模式进行处理。
3. 对输入文件进行逐行读取，替换掉该字符串以后将该行写入输出文件。
4. 关掉输入文件和输出文件。

8.1. 替换文件中的字符串

新建 input.txt 并编辑其内容如下：

执行以下 Python 程序：

# Replace string in File
fin = open("D:/work/20190810/input.txt", "rt")
fout = open("D:/work/20190810/out.txt", "wt")
for line in fin:
    fout.write(line.replace("pyton", "python"))
fin.close()
fout.close()

执行成功后，该目录下发现有新文件 out.txt 生成，查看其内容：

发生了什么？

1. 以rt模式打开input.txt并以fin引用指向该文件对象。
2. 以wt模式打开/新建out.txt并以fout引用指向该文件对象。
3. for line in fin：对于fin文件里的每一行，line.replace()将pyton替换为python，fout.write写进fout文件。
4. fin.close()：通过文件引用对象fin关掉该文件，fout.close()：通过文件引用对象fout关掉该文件。

8.2. 在同一文件中替换字符串

在接下来的示例中，我们直接对 input.txt 文件进行操作，将其中的 pyton 替换为 python，并以替换后的文本重写 input.txt。

# Replace string in the same File
fin = open("D:/work/20190810/input.txt", "rt")
data = fin.read()
data = data.replace("pyton", "python")
fin.close()
fin = open("D:/work/20190810/input.txt", "wt")
fin.write(data)
fin.close()

执行该程序后查看 input.txt 内容如下：

发生了什么？

1. 以只读文本rt模式打开文件input.txt。
2. fin.read()将input.txt里的内容全部读取并存入变量data。
3. data.replace()在全文范围内将所有pyton替换为python。
4. fin.close()将input.txt关闭。
5. 最后三行代码中，我们又以写入文本wt模式打开input.txt并将data中存储的内容以替换模式写入input.txt，最后关闭该文件。

9. 将文件中连续的多个空格替换为单个空格

有很多种办法可以将文件中连续的多个空格替换为单个空格，比如使用字符串分割或者正则表达式。接下来我们使用具体的例子来学习一下这些办法。

9.1. 切割字符串

1. 使用只读模式读取输入文本文件，使用写入模式打开输出文件。
2. 逐行读取输入文件。首先，使用split()方法将给定字符串分割。split()默认使用空格作为分隔符。当有连续的多个空格时，多余的空格会被忽略因此我们将得到多个独立的单词；使用单个空格将这些分割出来的字符串重新组合在一起；写入输出文件。
3. 关闭输入和输出文件。

接下来我们先将前边例子里生成的 input.txt 和 out.txt 删掉，然后新建 input.txt 并编辑其内容如下：

代码示例：

# Using Split String
fin = open("D:/work/20190810/input.txt", "rt")
fout = open("D:/work/20190810/out.txt", "wt")
for line in fin:
  fout.write(' '.join(line.split()))
fin.close()
fout.close()

执行该程序后发现 out.txt 已生成，其内容为：

可以看到，所有连续的多个空格都已被单个空格取代。

9.2. 使用正则表达式

我们还可以使用正则表达式来找到连续的多个空格，并使用单个空格将它们替换。

1. 导入re模块。re是正则表达式的缩写。
2. 使用只读模式读取输入文本文件，使用写入模式打开输出文件。
3. 逐行读取输入文件，然后使用re.sub()方法，该方法将会把第一个参数提供的正则匹配到的字符串替换为第二个参数提供的字符串。匹配多个连续空格的正则表达式是为\s+。
4. 关闭输入和输出文件。

使用正则替换连续的多个空格为单个空格的程序示例如下：

# Using Regular Expression Replace
import re
fin = open("D:/work/20190810/input.txt", "rt")
fout = open("D:/work/20190810/out.txt", "wt")
for line in fin:
  fout.write(re.sub("\s+", ' ', line))
fin.close()
fout.close()

10. 怎样统计文本文件中的单词数

要统计出现在一个文本文件中的单词的个数，需要遵循以下步骤。

1. 使用只读模式打开该文件并使用文本模式处理。
2. 使用文件对象的read()函数读取文本内容。
3. 使用空格作为分隔符对文本进行分割。
4. 分割后的字符串列表的长度给出的就是单词的个数。

10.1. 统计单词数

新建或编辑 data.txt 内容如下：

相关程序如下：

# Count Number of Words
file = open("D:/work/20190810/data.txt", "rt")
data = file.read()
words = data.split()
print("Number of words in text file:", len(words))

执行和输出：

10.2. 统计有多行的文本的单词数

重新编辑 data.txt 的内容，添加一行后的内容如下：

依旧使用上小节代码，执行和输出：

11. 怎样统计文本文件中的字符数

要统计一个文本文件中字符的个数，需要遵循以下步骤。

1. 以只读模式打开文件。
2. 使用read()函数打开文本。
3. 统计读取文本的字符串长度，这也就是该文本文件中的字符数。

11.1. 统计文本文件中的字符数

新建或编辑 data.txt 内容如下所示。

相关代码：

# Count Characters in a Text File
file = open("D:/work/20190810/data.txt", "r")
data = file.read()
number_of_characters = len(data)
print("Number of characters in text file:", number_of_characters)

执行和输出：

11.2. 统计文本文件中去除空格以外的字符数

接下来我们尝试统计该文件中去除空格以外的字符数。

# Count Characters in a Text File excluding spaces
file = open("D:/work/20190810/data.txt", "r")
data = file.read().replace(" ", "")
number_of_characters = len(data)
print("Number of characters in text file:", number_of_characters)

执行和输出：

参考资料

• ​​Python – Read Text File​​
• ​​Python – Write String to Text File​​
• ​​Python – Delete or Remove File​​
• ​​Python – Create a Directory​​
• ​​Python – Check if Specified Path is File or Directory​​
• ​​Python – Get the List of all Files in a Directory and its Sub-directories recursively​​
• ​​Python – Append Text to File​​
• ​​Python – Replace a String in Text File​​
• ​​Python – Replace multiple spaces with single space in a Text File​​
• ​​Python – Count Number of Words in a Text File​​
• ​​Python – Count Number of Characters in a Text File​​