一、文件操作

1. 数据持久化（数据本地化）

1）原因

保存在程序中的数据是保存在运行内存中的

当程序运行结束，内存会自动释放，数据也会消失

如果不希望数据随着程序的结束而消失，就需要将数据通过文件存储到硬盘中

2）编程中经常用来保存数据的文件有：

数据库文件（db，sqlite）、json文件、plist文件、txt文件

png文件、jpg文件、gif文件、mp4文件、mov文件、mp3文件

2. 文件操作（操作文件中的内容）

步骤：

打开文件 -> 操作文件内容(读操作、写操作) -> 关闭文件

1）打开文件：open(file, mode='r', encoding=None)

以指定的方式打开文件并返回文件对象

说明：

file：

字符串，文件在电脑中的地址（文件路径）路径可以写绝对路径也可以写相对路径
绝对路径：文件在电脑中的完成路径
相对路径：

./代表当前目录（可以省略）
../代表当前目录的上层目录
注意：当前目录指的是当前py文件所在目录

mode：

字符串，文件的打开方式，决定打开文件后能够对文件做什么以及读写的数据类型
'r'：以只读的方式打开文件，读出来的内容是字符串
'br'：以只读的方式打开文件，读出来的内容是二进制数据（bytes）
'w'：以只写的方式打开文件，将字符串写入文件（会清空原文件）
'bw'：以只写的方式打开文件，将二进制写入文件
'a'：以只写的方式打开文件，将字符串写入文件（不会清空原文件，在文件末尾追加）
'ba'：以只写的方式打开文件，将二进制写入文件（不会清空原文件，在文件末尾追加）

encoding：

字符串，设置文本文件的编码方式（只针对文本文件有效），一般使用'utf-8'编码
注意：

第一，同一个文件读和写的编码方式要一致
第二，文件编码只针对文本文件有效，所有模式带'b'的打开方式都不能设置encoding

with open('test1.txt', 'r', encoding='utf-8') as f:
    print(f.read())
    f.close()

2）读写操作

a. 读操作

文件对象.read()：获取整个文件的内容，以字符串或者二进制的形式返回

文件对象.readline()：获取文本文件中一行的内容，以字符串或者二进制的形式返回

f = open('test1.txt', 'r', encoding='utf-8')

content = f.readline()
print(content)
f.seek(0)  # 移动光标至文件开头
print(f.read())
f.close()

b. 读操作

对象.write(内容)：将内容写入到指定的文件中

f = open('test1.txt', 'a', encoding='utf-8')
f.write('abc')
f = open('test1.txt', 'ba')
f.write(b'abc')
f.close()

3）关闭文件：文件对象.close()

3. 文件操作续

1）with - open

打开文件，在文件作用域中对文件进行操作，离开文件作用域文件自动关闭

语法：

with open(file, mode='r', encoding=None) as 文件对象:
    文件作用域（操作文件）

with open('files/test3.txt', 'r', encoding='utf-8') as f:
    while True:
        line = f.readline()
        if not line:
            break
        print(line)

2）打开不存在的文件

以读的方式打开不存在的文件：程序会出现FileNotFoundError异常

以写的方式打开不存在的文件：程序不会出现异常，并且会创建一个空的文件

open('files/test4.txt')  # FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: 'files/test4.txt'
open('files/test4.txt', 'w', encoding='utf-8')

3）二进制文件的读写

a. 普通文本文件：

可以使用带t或者带b的读写方式去打开

b. 二进制数据文件：

视频、音频、图片都是二进制文件，这些文件只能用带b的打开方式来打开

with open('files/test3.txt', 'rb') as f:
    content = f.read()
    print(type(content))  # <class 'bytes'>

with open('files/background.png', 'br') as f:
    with open('files/b.png', 'bw') as f1:
        f1.write(f.read())

# 练习：统计当前程序运行的次数
"""
a. 将数据保存到本地文件
b. 需要这个数据时不是直接赋值而是从本地文件中取值
c. 当数据值发生改变时，将最新的数据更新到文件中
"""
with open('files/times.txt', 'r', encoding='utf-8') as f:
    times = int(f.read())

if times:
    times += 1
else:
    times = 1
print('第{}次执行程序'.format(times))

with open('files/times.txt', 'w', encoding='utf-8') as f:
    f.write(str(times))

补充：eval的使用

str1 = '123'
dict1 = eval(str1)
print(type(dict1))  # <class 'int'>

str2 = "{'a': 1, 'b': 2}"
dict2 = eval(str2)
print(type(dict2), dict2['a'], dict2['b'])  # <class 'dict'> 1 2

str3 = '[10, 20, 30]'
list1 = eval(str3)
print(type(list1), list1)  # <class 'list'> [10, 20, 30]

str4 = "[{'name': '小明', 'age': 20}, {'name': '小花', 'age': 18}]"
list2 = eval(str4)
print(list2)  # [{'name': '小明', 'age': 20}, {'name': '小花', 'age': 18}]

二、json数据文件

1. 什么是json数据

json是一种通用的数据格式，几乎所有的高级语言都支持将json数据转换成当前语言数据

也支持将当前语言数据转换成json数据

一般数据接口提供的数据都是json格式

2. json格式

要求：

a. 一个json只能有且只能有一个数据

b. 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：包括所有的数字，例如100，12.5，-34，-2.13，3e3（支持科学计数法）

字符串：用双引号引起来的字符集，例如："abc", "123", "abc123", "abc\n123", "\u4e00"

布尔值：只有true和false两个值

数组：相当于python中的列表：[100, "你好", true, [1, 2]]

字典：相当于python中的字典，key必须是字符串：{"b": 100, "a": true}

空值：null，相当于python中的None，表示空和没有

3. 将json数据转换成python数据

1）对应关系

2）转换方法

json模块中有一个loads可以将json格式的数据转换成python对应的数据

loads(字符串)：将json格式的字符串转换成python数据

注意：这里字符串的内容必须是json数据

result = json.loads('100')
print(type(result), result)  # <class 'str'> abc

result = json.loads('"abc"')
print(type(result), result)  # <class 'str'> abc

result = json.loads('[100, "abc", false, null]')
print(type(result), result)  # <class 'list'> [100, 'abc', False, None]

4. 将python数据转换成json

1）转换关系

2）转换方法

dumps(数据)：将括号中的python数据转换成json格式的字符串

result = json.dumps([100, 'abc', False, None])
print(type(result), result)  # <class 'str'> [100, "abc", false, null]