8 文件操作

8.1 计算机存储方式

计算机的存储系统分为运行内存和硬盘两种

• 运行内存：用来保存程序运行过程中产生的数据，程序运行结束后会自动销毁。
• 硬盘：用来保存文件，保存在文件的数据也存放在硬盘中。除非手动删除，否则数据会一直存在。

使用文件的目的：

就是把一些数据存储存放起来，可以让程序下一次执行的时候直接使用，而不必重新制作一份，省时省力

8.2 文件操作

1. 数据持久化

数据持久化是将数据以各种形式保存到硬盘中（保存到本地文件中）

2. 文件操作

文件操作基本步骤：打开文件 —> 操作文件（读、写）—>关闭文件

1） 打开文件

• 方式一：

open(file,mode = 'r', encodinh = 'None')
# 以指定的模式打开指定文件并且返回一个文件对象
'''说明：
a. file   -   文件路径：字符串类型（绝对路径、相对路径）b. mode   -   打开方式，字符串类型
第一组：控制操作类型
r - 以只读的方式打开文件
w - 以只写的方式打开文件
a - 以可追加的方式打开文件
第二组：控制数据类型（文本/二进制数据）
t - 操作的数据是文本数据（默认值）
b - 操作的数据是二进制数据
注意：每一组值只能选一个，两组值进行组合使用c. encoding  -  文本编码方式，一般写'utf-8'
注意：如果打开方式中带b，则不能设置 encoding
'''

将数据转换为二进制的方式：

# 在字符串前方加个b可将字符串转换成二进制数据
f.write(b'how are you?')
# 强制类型转换
f.write(bytes('how are you?'), encoding='utf-8')

总结:

文本文件打开的时候可以是t，也可以是b；二进制文件只能是b

• 方式二：

with open(file,mode = 'r', encodinh = 'None') as 文件对象:操作文件对象

2）文件的读操作

对象.read()   -   从文件读写位置开始，读到文件的结尾（默认情况下读写位置在文件开头）
文件对象.readline()  -  读文本的一行内容（从当前读写位置读到一行结束）
文件对象.readlines()  -  一行一行的读，读完为止。返回值是一个列表，列表中的元素是每一行的内容。

练习：一行一行的读文件，读完为止。

def read_file(file):with open(file,'r',encoding='utf8') as f:while True:c = f.readline()if not c:breakprint(c)

3）文件的写操作

文件对象.write(内容)

注意：如果以读的方式打开一个不存在的文件，程序会报错！如果以写或追加的方式打开一个不存在的文件，会在当前目录下自动新建这个文件。

练习：写个程序统计这个程序启动的次数。

数据持久化的基本操作：
1.数据保存在文件中；
2.需要数据从文件中读数据；
3.当数据放生改变时，对保存数据的文件进行更新。

with open('count.txt', encoding='utf8') as file:content = file.read()count = int(content)count += 1print(count)with open('count.txt', 'w', encoding='utf8') as file:file.write(str(count))# 在count.txt 中有一个值 0

练习：实现添加学生的功能，要求每次运行程序添加的学生，下次还在。

def add_stu(stu):with open('stu.txt', 'a', encoding='utf8') as f:f.write(stu)with open('stu.txt', 'r', encoding='utf8') as f:print(f.read())add_stu('zhangsan\n')
add_stu('李四\n')

补充：

1. 字典和列表的写操作：先将列表或者字典转换成字符串

with open('stu.txt','w',encoding = 'utf8') as f:f.write(str(students))

2. 字典和列表的读操作：将容器式的字符串转换成对应的容器型数据类型（eval）

with open('stu.txt','r',encoding='utf8') as f:content = f.read()print(content)print(type(content))new_content = eval(content)print(new_content)print(type(new_content))for item in new_content:print(item)print(type(item))

def add_student():name = input('姓名:')age = input('年龄:')tel = input('电话:')stu = {'name': name, 'age': age, 'tel': tel}with open('students.txt', 'r', encoding='utf-8') as f:all_students = eval(f.read())all_students.append(stu)with open('students.txt', 'w', encoding='utf-8') as f:f.write(str(all_students))print(all_students)add_student()

8.3 json

1.什么是json？

• 存在的意义：json就是不同编程语言之间进行数据交流的一种通用格式。
• 概念：json是一种数据格式
  • 一个json有且只有一个数据
  • 这个数据必须是json支持的数据类型的数据
• json支持的数据类型
  • 数字类型：所有的数字，直接用阿拉伯数字表示且支持科学计数法
  • 字符串：只能使用双引号（支持转义字符）
  • 布尔：只有 true 和 false （小写）两个值
  • 数组：相当于python中的列表，[元素1，元素2，…]
  • 字典/对象：相当于python中的字典，{key1:value1, key2:value2,…}，在json中key只能是字符串
  • null（空值）：相当于python中的None

2. json 转 python

json	python
数字	数字
字符串	字符串（可能将双引号变为单引号）
布尔	布尔（小写变大写）
数组	列表
字典	字典
空值	空值（null 变为 None)

# 使用json模块中的loads
'''
json.loads(字符串)  -  将json格式的字符串转换成python对应的数据
注意：字符串的内容必须满足json格式
'''
import jsonres = json.loads('"abc"')
print(res)  # abcres = json.loads('true')
print(res)  # Trueres = json.loads('[100,"abc",true,null]')
print(res) # [100,'abc',True,None]

3. python 转 json

python	json
数字	数字
字符串	字符串（单引号变成双引号）
布尔	布尔（大写变成小写）
列表/元组	数组
字典	字典（关键字是字符串）
None	null

# 使用json模块中的dumps
'''
json.dumps  -  将指定的python数据转换成json格式的字符串
'''
res = json.dumps([100,'abc',True,(10,20),None])
print(res)  # [100,"abc",true,[10,20],null]
print(type(res))  #　str

8.4 登录系统

将文件相关操作放入fileManager.py 模块中，模块内容如下：

import jsondef read_file(file_name):"""普通文本文件的读操作:param file_name: 被读的文件的名字:return: 读到的文件内容"""with open(f'files/{file_name}', 'r', encoding='utf-8') as f:return f.read()def read_json_file(file_name):"""json文件的读操作:param file_name: 文件名:return: python类型的文件内容"""with open(f'files/{file_name}', 'r', encoding='utf-8') as f:content = f.read()return json.loads(content)def write_json_file(file_name, data):"""json文件的写操作:param file_name: 文件名:param data: 被写入的python数据:return: None"""content = json.dumps(data)with open(f'files/{file_name}', 'w', encoding='utf-8') as f:f.write(content)

在另一个文件loginManager中写入如下内容，控制登录界面：

from fileManager import read_file,read_json_file, write_json_file
"""
用户信息数据结构设计：
[{'username':'abc'， 'password': '123456},{'username':'abc'， 'password': '123456},{'username':'abc'， 'password': '123456}
]
"""def login():username = input('请输入账号:')password = input('请输入密码:')all_user = read_json_file('users.json')for user in all_user:if user['username'] == username:if user['password'] == password:print('登录成功！')# 实现登录成功后要完成的功能！else:print('登录失败！密码错误！')breakelse:print('登录失败！该账号没有注册！')def register():# 输入账号密码user_name = input('请输入账号:')password = input('请输入密码:')# 获取之前注册过的所有的账号all_user = read_json_file('users.json')# 判断输入的账号是否已经注册过for user in all_user:if user['username'] == user_name:print('注册失败！该账号已经注册过！')breakelse:all_user.append({'username': user_name, 'password': password})write_json_file('users.json', all_user)print('注册成功！')def main():# 获取主页的显示内容main_page = read_file('mainpage')while True:# 显示主页print(main_page)value = input('请选择(1-3):')if value == '1':print('============登录===============')login()elif value == '2':print('=============注册===============')register()elif value == '3':# print('退出')# break# returnexit()    # 退出程序(退出线程)else:print('输入有误!')if __name__ == '__main__':main()

运行结果如下：

输入相应序号即可进入相应功能。