Python小白成长记 · 第10课 | 文件与文件路径操作

📌 今日学习内容

👉 "今天我们来学习文件操作与文件路径管理的基础知识"

✨ 知识点讲解

1️⃣文件与文件路径基础

文件存储在文件夹中，路径描述了文件在计算机中的位置。文件路径可以是绝对路径（从根文件夹开始）或相对路径（相对于当前工作目录）。例如，在Windows中，C:\Users\asweigart\Documents是一个绝对路径。

2️⃣Windows路径与OS X/Linux路径

在Windows中，路径使用反斜杠\作为分隔符，而在OS X和Linux中，使用正斜杠/。Python的os.path.join()函数可以自动处理不同操作系统的路径分隔符：

importosprint(os.path.join('usr', 'bin', 'spam'))  # 输出: usr\bin\spam (Windows) 或 usr/bin/spam (OS X/Linux)

3️⃣ 当前工作目录

每个运行中的程序都有一个当前工作目录。可以使用os.getcwd()获取当前工作目录，使用os.chdir()改变工作目录：

importosprint(os.getcwd())  # 获取当前工作目录os.chdir('/path/to/new/directory')  # 更改工作目录

4️⃣ 绝对路径与相对路径

绝对路径总是从根文件夹开始，而相对路径基于当前工作目录。可以通过os.path.abspath()将相对路径转换为绝对路径：

importosprint(os.path.abspath('.'))  # 获取当前目录的绝对路径

5️⃣ 创建新文件夹

使用os.makedirs()可以创建新的文件夹及其所有必要的中间文件夹：

importosos.makedirs('C:\\delicious\\walnut\\waffles')  # 创建嵌套文件夹

6️⃣ os.path模块

os.path模块提供了许多处理文件路径的函数：

• os.path.basename(path)：返回路径中的基本名称（文件名）

• os.path.dirname(path)：返回路径中的目录名称

• os.path.split(path)：将路径分割为目录名称和基本名称的元组

• os.path.getsize(path)：返回文件的字节数

• os.path.exists(path)：检查路径是否存在

• os.path.isfile(path)：检查路径是否为文件

• os.path.isdir(path)：检查路径是否为文件夹

7️⃣读取文件内容

可以使用open()函数以读取模式打开文件，然后用read()或readlines()方法读取内容：

hello_file=open('hello.txt')content=hello_file.read()print(content)lines=hello_file.readlines()print(lines)

8️⃣写入文件

以写入或追加模式打开文件，可以使用write()方法写入内容：

bacon_file=open('bacon.txt', 'w')  # 写模式，会清空文件bacon_file.write('Hello world!\n')bacon_file.close()bacon_file=open('bacon.txt', 'a')  # 追加模式bacon_file.write('Bacon is not a vegetable.')bacon_file.close()

9️⃣用shelve模块保存变量

shelve模块可以将变量保存到二进制文件中，以便后续使用：

importshelveshelf_file=shelve.open('mydata')shelf_file['cats'] = ['Zophie', 'Pooka', 'Simon']shelf_file.close()# 读取保存的变量shelf_file=shelve.open('mydata')print(shelf_file['cats'])shelf_file.close()

1️⃣0️⃣用pprint模块保存变量

pprint模块可以将数据结构保存为可读的Python代码：

importpprintcats= [{'name': 'Zophie', 'desc': 'chubby'}, {'name': 'Pooka', 'desc': 'fluffy'}]pprint.pformat(cats)file_obj=open('myCats.py', 'w')file_obj.write('cats = '+pprint.pformat(cats) +'\n')file_obj.close()

1️⃣1️⃣文件操作项目：生成随机测验试卷

编写一个程序生成多份随机排列问题的测验试卷及答案：

import randomcapitals = {'Alabama': 'Montgomery', 'Alaska': 'Juneau', ...}  # 更多州和首府for quiz_num in range(35):    # 创建测验和答案文件    quiz_file = open(f'capitalsquiz{quiz_num + 1}.txt', 'w')    answer_key_file = open(f'capitalsquiz_answers{quiz_num + 1}.txt', 'w')    # 写入测验标题    quiz_file.write('Name:\n\nDate:\n\nPeriod:\n\n')    quiz_file.write(f'{" " * 20} State Capitals Quiz (Form {quiz_num + 1})\n\n')    # 打乱州的顺序    states = list(capitals.keys())    random.shuffle(states)    # 为每个州生成一个问题    for question_num in range(50):        correct_answer = capitals[states[question_num]]        wrong_answers = list(capitals.values())        del wrong_answers[wrong_answers.index(correct_answer)]        wrong_answers = random.sample(wrong_answers, 3)        answer_options = wrong_answers + [correct_answer]        random.shuffle(answer_options)        # 写入问题和选项        quiz_file.write(f'{question_num + 1}. What is the capital of {states[question_num]}?\n')        for i in range(4):            quiz_file.write(f'    {"ABCD"[i]}. {answer_options[i]}\n')        quiz_file.write('\n')        # 写入答案        answer_key_file.write(f'{question_num + 1}. {"ABCD"[answer_options.index(correct_answer)]}\n')    quiz_file.close()    answer_key_file.close()

小结

1. 文件路径操作：使用os.path模块处理文件路径，包括获取绝对路径、分割路径、检查文件存在性等。

2. 读写文件：通过open()、read()、write()等方法实现文件的读取和写入。

3. 保存变量：利用shelve和pprint模块将变量保存到文件中。

4. 文件操作项目：生成随机测验试卷的项目展示了综合运用文件操作的能力。

✅ 总结

1. 文件路径处理：掌握路径的组成和操作，灵活使用os.path模块。

2. 文件读写：学会以不同模式打开文件，并进行读写操作。

3. 变量保存：使用shelve和pprint模块保存和读取变量。

4. 项目实践：通过生成测验试卷的项目，加深对文件操作的理解。

📢 互动提问

你在处理文件路径和文件操作时，遇到过哪些挑战？是如何解决的？