本文是Python通用程式設計系列教程，已全部更新完成，實現的目標是從零基礎開始到精通Python程式語言。本教程不是對Python的內容進行泛泛而談，而是精細化，深入化的講解，共5個階段，25章內容。所以，需要有耐心的學習，才能真正有所收穫。雖不涉及任何框架的使用，但是會對作業系統和網路通訊進行全域性的講解，甚至會對一些開源模組和伺服器進行重寫。學完之後，你所收穫的不僅僅是精通一門Python程式語言，而且具備快速學習其他程式語言的能力，無障礙閱讀所有Python原始碼的能力和對計算機與網路的全面認識。對於零基礎的小白來說，是入門計算機領域並精通一門程式語言的絕佳教材。對於有一定Python基礎的童鞋，相信這套教程會讓你的水平更上一層樓。
一 檔案讀寫基本操作
1. 檔案操作的工作流程
檔案在我們的計算機上隨處可見，當我們需要永久儲存資料的時候就會用到檔案，檔案是由計算機作業系統來提供的，那麼自然也就受作業系統的控制。如下圖所示，一套完整的計算機系統主要由三部分構成：
- 應用程式
- 作業系統
- 計算機底層硬體
2. 檔案操作的基本形式
我們事先在當前路徑下準備好一個檔案a.txt，如下圖所示：
"""
open開啟檔案需要3個引數，
開啟檔案之後會有一個返回值，
讀寫操作就是對這個返回值進行操作
f = open('檔案的路徑',mode='開啟檔案的模式',encoding='操作檔案的字元編碼')
"""
"""
open是向作業系統發請求，會佔用作業系統資源，這個資源不會自動回收
返回值就是應用程式拿到的變數，應用程式的變數Python直譯器會自動幫你回收
"""
# 1 開啟檔案
f = open(r'a.txt',mode='r',encoding='utf-8')
"""
對於應用程式來說上面這行程式碼與我寫一個"f = 1"沒有本質區別，
你不需要再執行"del f"，因為直譯器會自動幫你清理這個應用程式資源，
但是，開啟的檔案佔用了作業系統的資源，這不會自動回收
"""
# 2 讀取檔案
data = f.read()
print(data)
# 3 關閉檔案，清理作業系統開啟檔案的資源
f.close()
print(f) # 應用程式的資源還在
# f.read() # 檔案關閉不能再進行讀取
複製程式碼開啟一個檔案其實是佔用了兩部分資源，分別是作業系統資源和應用程式資源，應用程式資源會自動由Python直譯器來回收，而作業系統開啟檔案的資源並不會立即回收，作業系統每開啟一個檔案其實會有一個編號，每個編號與應用程式向作業系統發起檔案操作請求的編號一一對應，這個編號稱為檔案描述符，作業系統的檔案描述符編號是有限的，所以，當伺服器高併發的時候，由於開啟檔案個數非常多，因而還沒來得及關閉，那麼伺服器就卡了，返回給用的的結果就是使用者的客戶端卡了。
有的時候關閉檔案的操作總是會被遺忘，我們有一個使用 "with"來操作檔案的方式，它是一個上下文的操作，會幫你自動的關閉檔案，程式碼示例如下：
# as 指的是賦值
with open('a.txt', 'r', encoding='utf-8') as f:
data = f.read()
print(data)
複製程式碼除此之外，“with” 可以連續開啟多個檔案，程式碼示例如下：
with open('a1.txt', 'r', encoding='utf-8') as f1, \
open('a2.txt', 'r', encoding='utf-8') as f2:
data1 = f1.read()
data2 = f2.read()
複製程式碼二 預設開啟檔案的引數說明
1. 檔案開啟的字元編碼
如果不指定字元編碼，預設開啟檔案的字元編碼與作業系統相匹配：
- Windows系統（中國大陸使用者）：gbk
- Liunx系統：utf-8
- MacOS：utf-8
在不指定字元編碼的情況下，MacOS系統示例程式碼：
# 檔案儲存的以utf-8編碼儲存，與本機預設編碼一致
with open('a.txt', 'r', ) as f:
data = f.read()
print(data)
複製程式碼2. 檔案的開啟模式
檔案預設的開啟模式是“t”模式，指的是文字模式，這意味著在該模式下無法開啟圖片，視訊和音訊等檔案，因為這些是以二進位制格式儲存的，文字模式是以字元形式儲存的。
操作檔案的模式有三種，分別是：“r”，“w”和“a”模式，“r”是隻讀，“w”是隻寫，“a”是指追加，預設操作檔案大模式是“r”模式，所以預設檔案的開啟模式是“rt”模式，對於操作文字檔案，“t”模式必須與操作檔案的三種模式連用，很多時候你看到的，這個“t”經常會省略不寫，這是可以的。
三 文字模式開啟檔案的操作
1. 操作檔案“r”模式
全部讀取使用read，程式碼示例如下：
f = open('a.txt', mode='r', encoding='utf-8') # “r”模式下，如果檔案不存在會報錯
# f.write('哈哈') #丟擲異常，不能寫
print(f.readable()) # 判斷是否可讀
print('=============>1')
print(f.read()) # 全部讀取
print('=============>2')
# 讀檔案會有一個游標移動，第一次讀完了，游標移至末尾，第二次讀無內容
print(f.read())
f.close()
複製程式碼一行一行讀檔案內容使用readline，程式碼示例如下：
f = open('a.txt', mode='r', encoding='utf-8')
# readline指的是一行一行讀檔案
print(f.readline(), end='') # 檔案中有換行，print也自帶換行，指定end引數去掉預設換行
print(f.readline(), end='')
print(f.readline(), end='')
f.close()
複製程式碼全部讀取檔案內容，存入列表，每行內容為列表的一個元素使用readlines，程式碼示例如下：
f = open('a.txt', mode='r', encoding='utf-8')
print(f.readlines())
f.close()
複製程式碼readlines可以加數字作為引數，但是他不是指的行數，而是位元組數，所以我們一般不用，如需逐行列印檔案內容常用readlines與for迴圈連用，程式碼示例如下：
# 如果檔案內容比較少的時候，以下兩種方式都可以
with open('a.txt') as f:
# 當檔案很大時，f.readlines()結果是一個很大的列表在記憶體中，機器就卡了
for line in f.readlines():
print(line, end='')
# 推薦使用這種方式
with open('a.txt') as f: # f是一個可迭代物件，就像老母雞會下蛋一樣
for line in f:
# 檔案內容很大時，使用這種方式每次記憶體中只有一行內容
print(line, end='')
複製程式碼2. 操作檔案“w”模式
注意：在“w”只寫模式下，當檔案存在時，就會清空該檔案，程式碼示例如下：
f = open(r'a.txt', mode='w', encoding='utf-8') # 預設是wt
f.write('第一行\n') # 需要自己新增“\n”來換行
f.write('第二行\n')
f.close()
複製程式碼當檔案不存在時，就會建立空文件，程式碼示例如下：
f = open(r'a1.txt', mode='w', encoding='utf-8') # 預設是wt
f.write('第一行\n')
f.write('第二行\n')
f.close()
複製程式碼只寫模式常用的方法：
f = open(r'a1.txt', mode='w', encoding='utf-8') # 預設是wt
f.writable()
# writelines指的是可以放一個列表或者元組，裡面可以有多行內容，需要自己加換行符
f.writelines(['111111\n', '222222\n', '333333\n'])
# 下面這樣程式碼與上面寫的結果一樣
# f.write('aaaaaa\nbbbbbbb\ncccccc\n')
f.close()
複製程式碼3. 操作檔案“a”模式
“a”模式指的是隻追加寫，當檔案不存在時，建立空檔案；當檔案存在時，游標直接移至檔案末尾，所以，我們在記錄日誌的時候都會使用“a”模式，程式碼示例如下：
f = open('access.log', mode='a', encoding='utf-8')
print(f.writable())
print(f.readable())
f.write('5555555555555\n')
f.close()
複製程式碼四 二進位制模式開啟檔案的操作
1. “b”模式基本介紹
“b”模式指的是檔案開啟的模式為“b”模式， 它與“t”模式類似，不能單獨使用，必須以“rb”，“wb”或者“ab”模式來使用，“b”模式讀寫都是以bytes為單位進行的，所以可以理解為“b”模式就是二進位制模式。對於普通文字來說是以字元的形式儲存的，但是對於圖片，視訊或者音訊等等這些檔案則是以二進位制形式儲存的，所以“t”模式無法讀取，程式碼及報錯示例如下：
# b模式下一定不能指定encoding引數
with open('01.jpg', 'rb', ) as f:
data = f.read()
print(data)
複製程式碼2. 操作檔案的“rb”模式
需要說明的一點是，“b”模式也可以讀取文字檔案，字元的底層都是以二進位制形式儲存的，只不過你在使用“t”模式讀取文字檔案的時候open幫你把二進位制轉成了能夠看懂的文字，這是“t”模式的便利之處，但是它有侷限性，只能操作文字檔案，而“b”模式具有統一性，任何檔案底層儲存原理都是二進位制，這也就是意味著“b”模式可以操作任何檔案，程式碼示例如下：
with open('01.jpg', 'rb', ) as f1, open('a.txt', 'rb') as f2:
img = f1.read()
text = f2.read()
print(text.decode('utf-8')) # 把bytes轉化成utf-8
複製程式碼3. 操作檔案的“wb”模式
“wb”模式也是操作檔案“w”模式的一種，當檔案存在時，就會清空該檔案，當檔案不存在時，就會建立空檔案，程式碼示例如下：
# wb模式寫入
with open('a.txt', 'wb') as f:
msg = '你好，世界'
f.write(msg.encode('utf-8')) # 指定寫入檔案的字元編碼
# rb模式讀取
with open('a.txt', 'rb') as f:
data = f.read()
print(data)
print(type(data))
print(data.decode('utf-8')) # 指定讀取檔案的字元編碼
複製程式碼4. 操作檔案的“ab”模式
“ab”模式指的是以二進位制形式追加寫，與操作檔案的“a”模式同理，程式碼示例如下：
with open('a.txt', 'ab') as f:
msg = '\n世界：你也好，小鬼'
f.write(msg.encode('utf-8')) # 指定寫入檔案的字元編碼
複製程式碼補充： 在這這裡講一個小模組的部分用法，是sys模組，它的使用說明請看下面程式碼示例和截圖：
import sys # 首先匯入這個模組
list_test = sys.argv # 它的返回值是一個列表
print(list_test)
複製程式碼接下來我們在終端環境下執行以下命令（注意引數1前後的空格）：
5. 操作檔案的其他模式（瞭解）
一般來說，你遇到的操作檔案的模式都是隻讀或者只寫，但是也有可讀可寫的模式，這類模式瞭解即可，說明和程式碼示例如下：
# "r+t"模式，或者寫成"r+"模式，指的是可讀可寫
with open('a.txt', 'r+t', encoding='utf-8') as f:
print(f.readable())
print(f.writable())
# "w+r"或者"w+"模式，可讀可寫
with open('a.txt', 'w+t', encoding='utf-8') as f:
print(f.readable())
print(f.writable())
# "a+t"或者"a+"，可讀可追加寫
with open('a.txt', 'a+t', encoding='utf-8') as f:
print(f.readable())
print(f.writable())
# "U"模式，通用換行符，已廢棄，無需瞭解
# with open('a.txt', 'U', encoding='utf-8') as f:
# print(f.readable())
# print(f.writable())
複製程式碼“r+”與“w+”，“a+”模式都是可讀可寫，他們的區別在於不改變自身原本操作檔案的形式，即“r+”模式下，當檔案不存在會儲存，“w+”或者“a+”模式當檔案不存在會建立新檔案，當檔案存在會清空檔案。
五 檔案內游標移動
在開啟檔案時會有一個游標移動，我們使用seek這個方法，可以實現游標的移動，程式碼示例如下：
with open('a.txt', 'r') as f:
f.seek(9) # 這個引數指的是偏移量，以位元組為單位
data = f.read()
print(data)
複製程式碼注意：游標移動只能是從左往右移動，seek可以加兩個引數，第一個引數就是上面程式碼中的引數，你如果只傳一個引數也就是指的這個引數，第二個引數預設是0，指的是游標在檔案開頭位置開始移動，除了0之外，只能接收1或者2作為引數，1表示從當前位置開始移動，2表示從檔案末尾開始移動，其中1和2必須在“b”模式下進行，0可以在“t”模式或者“b”下都能執行，但是無論哪種模式，都是以bytes為單位進行的，程式碼示例如下：
with open('a.txt', 'rb') as f:
f.seek(3, 0) # 移動三個位元組，也就是utf-8編碼下一個中文字元
print(f.tell()) # 當前游標位置，以位元組為單位
f.seek(3, 1) # 從當前位置向右偏移3個位元組然後再讀取檔案內容
# f.seek(3, 2) # 只能讀取動態資料新新增的內容
data = f.read()
print(data.decode('utf-8'))
with open('a.txt', 'r') as f:
f.seek(3, 0)
print(f.read())
複製程式碼補充： 在這裡補充一個小模組的用法，是os模組，它的使用說明請看下面程式碼示例：
import os # 首先匯入這個模組
os.rename('a.txt', 'b.txt') # 修改檔名，兩個引數分別為原始檔名和目標檔名
os.remove('a1.txt') # 刪除a1.txt檔案，這個引數指的是檔案路徑
複製程式碼