Python基础学习——文件操作、函数

一、文件操作

　　文件操作链接：http://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/5984922.html（更多内容见此链接）

一、对文件操作流程

1. 打开文件，得到文件句柄并赋值给一个变量
2. 通过文件句柄对文件进行操作
3. 关闭文件

二、文件操作

　　1、范例

 #打开
  f=open('a.txt',mode='r',encoding='utf-8')
# 读/写
  data=f.read()
  print(data)
 #关闭
  del f #回收Python的资源
  f.close() ##回收操作的资源

　　2、文件操作的流程分析

• 向操作系统发起系统调用
• 操作系统打开这个文件，返回一个文件句柄给应用程序
• 在应用程序中把文件句柄赋值给一个变量

　　3、注意两点

　　1、打开一个文件对应两部分，一个是Python级别的文件句柄，另一个是操作系统打开的文件（默认打开文件的编码是以操作系统的编码为准的，除非open()指定encoding='编码'）
　　2、当文件操作完毕后，应该回收两部分资源：
　　del f #回收应用程序资源（Python解释器自动的垃圾回收机制已经处理完毕）
　　f.close #回收操作系统的资源

三、文件处理：with语句

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

　　1、文本类文件操作，操作模式t（text），可省略

　　　　1、r 是默认的文件操作模式,只读，文件不存在则报错

  with open('a.txt',mode='r',encoding='utf-8') as f:
      print(f.readlines()) #读所有行，结果放入列表中（适用于小文件）
      print(f.readline(),end='')  #读一行，去掉后面的换行符
      print(f.read()) #读所有：bytes---->decode('utf-8')---->str

　　　　2、w 只写模式，若文件存在则清空，若文件不存在则新建

  with open('b.txt',mode='w',encoding='utf-8') as f:
      f.write('11111\n')   #写一行 :unicode---->encode(utf-8)---->bytes
      f.writelines(['881899\n','文件\n','qiiqwhuq']) ##写多行

　　　　3、a 追加写模式，若文件存在则把光标已到文件末尾，若文件不存在则新建

  with open('c.txt',mode='a',encoding='utf-8') as f:
      f.write('1899\n')
      f.writelines(['OK\n','权限\n'])

　　2、文本类文件操作，操作模式b类型：以bytes的形式去操作文件内容，不能指定编码（不然会报错）：可以操作任何类型的文件以读取图片为例

  with open('weiduoliya.jpg',mode='rb') as f:
      print(f.read())

  with open('d.txt',mode='wb') as f:
      f.write('alex最牛\n'.encode('utf-8'))

  with open('d.txt',mode='ab') as f:
      f.write('engon最棒\n'.encode('utf-8'))

四、打开文件的模式

　　下面的模式可以自由组合

• ‘r' open for reading (default)
• ‘w' open for writing, truncating the file first
• ‘a' open for writing, appending to the end of the file if it exists
• ‘b' binary mode
• ‘t' text mode (default)
• ‘+' open a disk file for updating (reading and writing)
• ‘U' universal newline mode (for backwards compatibility; should not be used in new code)

#. 打开文件的模式有(默认为文本模式)：
r ，只读模式【默认模式，文件必须存在，不存在则抛出异常】
w，只写模式【不可读；不存在则创建；存在则清空内容】
a， 之追加写模式【不可读；不存在则创建；存在则只追加内容】

#. 对于非文本文件，我们只能使用b模式，"b"表示以字节的方式操作（而所有文件也都是以字节的形式存储的，使用这种模式无需考虑文本文件的字符编码、图片文件的jgp格式、视频文件的avi格式）
rb
wb
ab
注：以b方式打开时，读取到的内容是字节类型，写入时也需要提供字节类型，不能指定编码

#. 了解部分
"+" 表示可以同时读写某个文件
r+， 读写【可读，可写】
w+，写读【可读，可写】
a+， 写读【可读，可写】

x， 只写模式【不可读；不存在则创建，存在则报错】
x+ ，写读【可读，可写】
xb

五、操作文件的方法

#掌握
f.read() #读取所有内容,光标移动到文件末尾
f.readline() #读取一行内容,光标移动到第二行首部
f.readlines() #读取每一行内容,存放于列表中

f.write('1111\n222\n') #针对文本模式的写,需要自己写换行符
f.write('1111\n222\n'.encode('utf-8')) #针对b模式的写,需要自己写换行符
f.writelines(['333\n','444\n']) #文件模式
f.writelines([bytes('333\n',encoding='utf-8'),'444\n'.encode('utf-8')]) #b模式

#了解
f.readable() #文件是否可读
f.truncate  #_ 截取文件
f.writable() #文件是否可读
f.tell()　　#告知光标所在的位置
f.truncate  #截取文件,以字节为单位
f.seek 　　#指定光标移动到某个位置
f.closed #文件是否关闭
f.encoding #如果文件打开模式为b,则没有该属性
f.flush() #立刻将文件内容从内存刷到硬盘
f.name

六、文件内光标移动

　　一: read(3)：

　　　　1. 文件打开方式为文本模式时，代表读取3个字符

　　　　2. 文件打开方式为b模式时，代表读取3个字节

　　二: 其余的文件内光标移动都是以字节为单位如seek，tell，truncate

　　注意：

　　　　1. seek有三种移动方式0（文件开头），1（当前位置），2（文件末尾），其中1和2必须在b模式下进行，但无论哪种模式，都是以bytes为单位移动的

　　　　2. truncate是截断文件，所以文件的打开方式必须可写，但是不能用w或w+等方式打开，因为那样直接清空文件了，所以truncate要在r+或a或a+等模式下测试效果

七、文件的修改　

　　open的参数全部写上，操作多个文件时，可以换行（避免一行内容过多）

　　文件的数据是存放于硬盘上的，因而只存在覆盖、不存在修改这么一说，我们平时看到的修改文件，都是模拟出来的效果，具体的说有两种实现方式：

　　方式一：将硬盘存放的该文件的内容全部加载到内存，在内存中是可以修改的，修改完毕后，再由内存覆盖到硬盘（word，vim，nodpad++等编辑器）

import os

with open('a.txt') as read_f,open('.a.txt.swap','w') as write_f:
    data=read_f.read() #全部读入内存,如果文件很大,会很卡
    data=data.replace('alex','SB') #在内存中完成修改

    write_f.write(data) #一次性写入新文件

os.remove('a.txt')
os.rename('.a.txt.swap','a.txt') 

　　方式二：将硬盘存放的该文件的内容一行一行地读入内存，修改完毕就写入新文件，最后用新文件覆盖源文件

import os

with open('a.txt') as read_f,open('.a.txt.swap','w') as write_f:
    for line in read_f:
        line=line.replace('alex','SB')
        write_f.write(line)

os.remove('a.txt')
os.rename('.a.txt.swap','a.txt') 

八、实战

　　1、bool值 ：所有数据类型都自带bool值

• 布尔值为假的情况 0 空 None
• #真默认返回True ,假默认返回False

  x = 1
  # print(bool(x))
  if x:
      print('ok')

　　2、循环文件

  with open('a.txt',encoding='utf-8') as f:
      #不推荐使用：消耗资源（磁盘IO）
      lines = f.readlines()  #一下读取所有内容
      for line in lines:
          print(line,end='')
      #推荐使用：读取一行，打印一行内容
      for line in f:
          print(line,end='')

二、函数

一、函数简介

　1、为什么要用函数？换句话讲不用函数，会怎么样？

1. 组织结构混乱，可读性差
2. 代码冗余（重复的代码比较多）
3. 无法统一管理，维护难度极大

　2、什么叫做函数？使用原则？

　　函数：具有某一功能的工具

　　使用原则：先定义，后调用

#定义阶段
def tell_tag():
    print('===========')

def tell_msg(msg):
    print(msg)

#调用阶段
tell_tag()
tell_msg('hello world')

　3、函数分类

　　1、内置函数：Python解释器自带的函数，Python解释器启动就会定义好这些函数

例如：len(),min(),max()

　　2、自定义函数：根据需要用户自己定义的函数（函数名和函数体是必须有的）

def 函数名(参数1,参数2,...):
    """注释"""
    函数体
    return 返回值

二、函数的定义阶段

　　在定义阶段，只检测语法，不执行代码

　　函数的定义，将相当于在定义一个变量；若没有定义而直接调用，就相当于没有在引用不存在的变量名。

　1、怎么定义函数

 def foo():
     xyz
     print('')
     return 1
     print('')
     return 2 

　2、函数的原则：先定义后调用

 #测试1
 def foo():
     print('from foo')
     bar() ##bar没有定义就调用，错误
 foo()

 # 测试2 正确
 def bar():
     print('from bar')
 def foo():
     print('from foo')
     bar()
 foo()

 # 测试3 下面的也不会报错，
 ###定义阶段
 def foo():
     print('from foo')
     bar()
 def bar():
     print('from bar')
 #调用阶段
 foo()

　3、定义函数的三种形式

 无参：应用场景——只执行一些操作，例如：打印等等
 有参：需要根据外部传进来的参数，才能执行相应的逻辑，例如比较大小，统计数量
 空函数：设计代码结构

 def main():
     while True:
         user=input('>>:').strip()
         # if len(user) == 0:continue  #若长度为0，下面的代码不执行
         if not user:continue
         password=input('>>:')
         res=auth(user,password)
         if res:
             print('login sucessful')
         else:
             print('login error')

无参

 def auth(user,pwd):
     if user == 'egon' and pwd == '':
         return True
     else:
         return False

 main()

有参：函数体的代码，需要外部传入的值

 def select(sql):
     #注释：输入'''''',回车自动输出下面的格式
     '''
     查询功能
     :param sql:
     :return:
     '''
     pass

空函数：定义完函数，不输入函数体内容，直接输入pass

三、调用函数

　1、调用函数

函数的调用：函数名加括号
   先找到名字找到函数的内存地址，然后根据名字调用代码

　2、函数的返回值

什么时候该有返回值？
　　　　调用函数，经过一系列的操作，最后要拿到一个明确的结果，则必须要有返回值
　　　　通常有参函数需要有返回值，输入参数，经过计算，得到一个最终的结果
什么时候不需要有返回值？
　　　　调用函数，仅仅只是执行一系列的操作，最后不需要得到什么结果，则无需有返回值
　　　　通常无参函数不需要有返回值

　　需要注意以下的第一点：

在调用函数的过程中，一旦执行到return，就会立刻终止函数，并且把return后的结果当做本次调用的返回值返回
#函数体内可以有多个return，但是只能执行一次

 def test():
     print('test1')
     # return 1
     print('test2')
     return 2
     print('test3')
     return 3
 res=test()
 print('函数调用完毕',res)

　　需要注意第二点：

返回的值，可以是任意类型

 #msg={'name':'wzs','sex':'male'}
 msg=['wzs','egon']
 def test():
     print('test1')
     return msg
 res=test()
 print('函数调用完毕',res)

　　需要注意的第三点：

没有返回值 —— 返回None
    不写return
    只写return:结束一个函数的继续
    return None  —— 不常用
返回1个值
    可以返回任何数据类型
    只要返回就可以接收到
    如果在一个程序中有多个return，那么只执行第一个
返回多个值
    用多个变量接收：有多少返回值就用多少变量接收
    用一个变量接收: 得到的是一个元组（touple）

 def test():
     return None
 res=test()
 print('函数调用完毕',res,type(res))
 print('函数调用完毕',res)

　3、调用的三种方式

1 语句形式：foo()
2 表达式形式：3*len('hello')
3 当中另外一个函数的参数：range(len('hello'))

三、函数的参数

　1、形参与实参

形参：在定义阶段,括号内定义的参数。就相当于变量名
实参：在调用阶段，括号内定义的参数。就相当于变量值
在调用阶段，实参的值会绑定给形参，在调用结束后，解除绑定

　2、参数的分类

　　　　1、位置参数

    位置形参：必须被传值的参数，多少都不行
    位置实参：从左到右依次赋值给形参

 def foo(x,y):
     print(x,y)
 foo(1,3)

　　　　2.关键字参数：在函数调用阶段，按照key=value的形式定义实参

    特性：
        1、可以不依赖位置而指明参数给形参传参
        2、可以与位置实参混用，需要注意：
            1）位置参数必须在位置参数前面
            2）不能为一个形参重复传值

 def foo(x,y):
     print(x,y)

 # foo(y=2,x=3)
 # foo(3,y=2)
 # foo(1,2,y=3)  错误

　　　　3、默认参数（形参）：在函数定义阶段，已经为形参赋值了，意味着调用阶段可以不传值

    注意的问题：
        1、默认参数的值，只在定义阶段，赋值一次
        2、位置形参应该默认参数的前面
        3、默认参数的值应该是不可变类型（数字，字符串，元组）

 def foo(x,y):
     print(x,y)
 foo(1,y=3)

 应用场景：学员注册
 def resister(name,age,sex='male'):
     print(name,age,sex)

 resister('wzs',20)
 resister('xiaoyu',27,'female')

 x='male'
 def resister(name,age,sex=x):
     print(name,age,sex)

 x='female' #
 resister('wzs',20)  #只在定义阶段，赋值一次
 resister('xiaoyu',27,'female')

 def resister(name,sex='male',age): #错误：位置形参必须在默认参数前面
     print(name,age,sex)

 resister('wzs',20)
 resister('xiaoyu',27,'female')

　　　　4、可变长参数：实参值的个数是不固定的

    实参定义形式有两种：1、位置实参 2、关键字实参
    针对这种形式的实参个数不固定，相应的，形参也要有两种解决方案
    位置实参：*  关键字实参：**

针对按照位置定义的溢出的那部门实参，形参：*args  *后面的是变量名，可以随便定义但以args

 def func(a,b,c,*args):
     print(a,b,c)
     print(args)

 func(1,2,3)
 func(1,2,3,4,5,57)
 func(1,2,3,*[4,5,57]) ##见到*将列表内容打散func(1,2,3,4,5,57)
 func(*[1,2,3,4,5,57])  ##func(1,2,3,4,5,57)
 # func([1,2,3,4,5,57])   #func(1,2,3,4,5,57) ##这个是错误的

　针对按照关键字定义的溢出的那部分实参，形参：**kwargs

 def foo(x,y,**kwargs): #kwargs={'a':1,'z':3,'b':2}
     print(x,y)
     print(kwargs)

 foo(y=2,x=1,z=3,a=1,b=2)
 # foo(1,2,3,z=3,a=1,b=2) #赋值不全
 foo(y=1,x=2,**{'a':1,'b':2,'c':3}) #foo(x=2,y=1,c=3,b=2,a=1)
 # foo(**{'x':1,'a':1,'b':2,'c':3}) #foo(x=1,c=3,b=2,a=1) #少一个y

 def foo(x,y,z):
     print(x,y,z)

 dic={'x':1,'y':3,'z':1}
 foo(**dic)  #foo(x=1,y=3,a=1)

 def home(name,age,sex):
     print('from home====>',name,age,sex)

 def wrapper(*args,**kwargs): #args=(1,2,3,4,5,6,7),kwargs={'c':3,'b':2,'a':1}
     home(*args,**kwargs)
     # home(*(1,2,3,4,5,6,7),**{'c':3,'b':2,'a':1})
     #home(1,2,3,4,5,7,a=1,b=2,c=3)

 # wrapper(1,2,3,4,5,6,7,a=1,b=2,c=3)
 wrapper('egon',sex='male',age=19)

　　　　5、命名关键字参数（了解）

    形参中，在*后定义的参数
    特性：传值时，必须按照关键字实参的形式传值

 def func(a,b=100,*args,c=1,d):
     print(a,b,c,d)
     print(args)

 func(10000,d=10)
 func(10,10000,1,45,555,c=1100,d=8999)

这五种参数的排列顺序为：位置参数，默认参数，*args，命名关键字参数，**kwargs

四、函数对象

　　函数是第一类对象：函数可以当做数据来使用

# 1、可以对调用
def func():
    print('from func')

f=func
print(f) ##返回函数的内存地址
f()
# 2、可以当做参数传入一个函数
def wrapper(x):
    print(x)
    x()
wrapper(func)
# 3、可以当做函数的返回值
def wrapper():
    return func
f1=wrapper()
print(f1 is func)
# 4、可以当做容器类型的一个元素
l=[func,1,2] ##当列表的一和元素
print(l)   #打印列表
print(l[0]()) ##取出函数这个元素，并执行函数

　　通过此特性可以取代if..elif ...else

 def insert(sql):
     print('insert功能: ', sql)

 def update(sql):
     print('update功能: ', sql)

 def delete(sql):
     print('delete功能: ', sql)

 def alter(sql):
     print('alter功能：',sql)

 func_dic={
     'select':select,
     'update':update,
     'insert':insert,
     'delete':delete,
     'alter':alter
 }

 def main():
     while True:
         inp=input('>>: ').strip()
         if not inp:continue
         sql=inp.split()
         cmd=sql[0]
         # if cmd == 'select':
         #     select(sql)
         # elif cmd == 'update':
         #     update(sql)
         # elif cmd == 'insert':
         #     insert(sql)
         # elif cmd == 'delete':
         #     delete(sql)
         if cmd in func_dic:
             func_dic[cmd](sql)
         else:
             print('command not found')

 main()

五、嵌套函数

　1、函数的嵌套调用：在调用一个函数的过程中，又调用另外一个函数

#比较四个数字，找出最大值(两两比较大小)

def max2(x,y):
    if x > y:
        return x
    else:
        return y

def max4(x,y,z,o):
    res1=max2(x,y)
    res2=max2(res1,z)
    res3=max2(res2,o)
    return res3
res=max4(100,111,222,9888)
print(res)

　2、函数的嵌套定义：在定义一个函数内部，又定义一个函数（函数只能同级调用）

def f1():
    def f2():
        def f3():
            print('from f3')
        f3()
    x=1
    f2()
    print(x)
f1()

三、名称空间和作用域

一、名称空间：存放名字与值绑定关系的地方

    内置名称空间
        存放的是：内置的名字和值的绑定关系：内置函数len
        生效：Python解释器启动
        失效：Python解释器关闭
    全局名称空间(文件级别)
        存放的是：文件级别定义的名字和值的绑定关系
        生效：执行Python文件时，将该文件级别定义的名字和值的绑定关系存在
        失效：文件执行完毕
    局部名称空间
        存放的是：函数内部定义的名字和值的绑定关系
        生效：调用函数时，临时生效？？
        失效：函数调用结束
　　加载顺序：
　　　　先内置，再全局，最后局部
　　查找名字的顺序:
　　　　先局部，再全局，最后内置

二、作用域

　　作用域：http://www.cnblogs.com/z360519549/p/5172020.html

全局作用域：
    包含内置名称空间的名字与全局名称空间的名字
    特点：全局存活，全局有效

局部作用域：
    包含局部名称空间的名字
    特点：临时存活，局部有效

 x=
 def f1(a):
     y='abcdefg'
     print(locals())
     print(globals())

 ##在全局作用域 locals() is globals()
 print(globals())
 print(locals() is globals())
 # f1()

作用域关系：
　　在函数定义时，已经固定，与调用无关

 x=1000000000
 def f1():
     def f2():
         x=819892011921818
         print(x)
     # f2()  #全局变量，局部临时生效
     return f2
 f=f1()
 # print(f)
 # print(x)  ##返回变量的值是全局的定义值

 def func():
     x=123
     # f()
 x='hello'
 func()

　　查看作用域 global(),local()

名字查找顺序：locals -> enclosing function -> globals -> __builtins__
python引用变量的顺序： 当前作用域局部变量->外层作用域变量->当前模块中的全局变量->python内置变量 。
locals 是函数内的名字空间，包括局部变量和形参
enclosing 外部嵌套函数的名字空间（闭包中常见）
globals 全局变量，函数定义所在模块的名字空间
builtins 内置模块的名字空间

 global关键字用来在函数或其他局部作用域中使用全局变量。但是如果不修改全局变量也可以不使用global关键字
 声明全局变量，如果在局部要对全局变量修改，需要在局部也要先声明该全局变量：（使用global）
 在局部如果不声明全局变量，并且不修改全局变量。则可以正常使用全局变量
 nonlocal关键字用来在函数或其他作用域中使用外层(非全局)变量 ：只能用于局部变量，找离当前函数最近一层的局部变量