Python基础之字符编码,文件操作流与函数

一.字符编码

1.字符编码的发展史

阶段一:现代计算机起源于美国,最早诞生也是基于英文考虑的ASCII

    ASCII:一个Bytes代表一个字符(英文字符/键盘上的所有其他字符),1Bytes=8bit,8bit可以表示0-2**8-1种变化,即可以表示256个字符

    ASCII最初只用了后七位,127个数字,已经完全能够代表键盘上所有的字符了(英文字符/键盘的所有其他字符)

    后来为了将拉丁文也编码进了ASCII表,将最高位也占用了
 
阶段二:为了满足中文,中国人定制了GBK

  GBK:2Bytes代表一个字符

  为了满足其他国家,各个国家纷纷定制了自己的编码

  日本把日文编到Shift_JIS里,韩国把韩文编到Euc-kr里
 
阶段三:各国有各国的标准,就会不可避免地出现冲突,结果就是,在多语言混合的文本中,显示出来会有乱码。

  于是产生了unicode, 统一用2Bytes代表一个字符, 2**16-1=65535,可代表6万多个字符,因而兼容万国语言

  但对于通篇都是英文的文本来说,这种编码方式无疑是多了一倍的存储空间(二进制最终都是以电或者磁的方式存储到存储介质中的)

  于是产生了UTF-8,对英文字符只用1Bytes表示,对中文字符用3Bytes

需要强调的一点是:

  unicode:简单粗暴,所有字符都是2Bytes,优点是字符->数字的转换速度快,缺点是占用空间大

  utf-8:精准,对不同的字符用不同的长度表示,优点是节省空间,缺点是:字符->数字的转换速度慢,因为每次都需要计算出字符需要多长的Bytes才能够准确表示

Python基础之字符编码,文件操作流与函数

2.文本编辑器存取文件的原理(notepad++,pycharm等)

  打开编辑器就启动了 一个进程,是在内存中的,所以在编辑器编写的内容也都是存放于内存中的,断电后数据丢失,因而需要保存到硬盘上。

点击保存按钮,就从内存中把数据刷到了硬盘上。在这一点上,我们编写一个py文件(没有执行),跟编写其他文件没有任何区别,都只是在编写一堆字符而已。

3.python解释器执行py文件的原理

  阶段一:启动python解释器
  阶段二:python解释器此时就是一个文本编辑器,负责打开文件test.py,即从硬盘中读取test.py的内容到内存中
  此时,python解释器会读取test.py的第一行内容,#coding:utf-8,来决定以什么编码格式来读入内存,这一行就是来设定python解释器这个软件的编码使用的编码格式这个编码,
  可以用sys.getdefaultencoding()查看,如果不在python文件指定头信息#-*-coding:utf-8-*-,那就使用默认的
  python2中默认使用ascii,python3中默认使用utf-8
  阶段三:读取已经加载到内存的代码(unicode编码的二进制),然后执行,执行过程中可能会开辟新的内存空间,比如x="json"
  内存的编码使用unicode,不代表内存中全都是unicode编码的二进制,
  在程序执行之前,内存中确实都是unicode编码的二进制,比如从文件中读取了一行x="json",其中的x,等号,引号,地位都一样,都是普通字符而已,都是以unicode编码的二进制形式存放与内存中的
  但是程序在执行过程中,会申请内存(与程序代码所存在的内存是俩个空间),可以存放任意编码格式的数据,比如x="json",会被python解释器识别为字符串,会申请内存空间来存放"hello",然后让x指向该内存地址,此时新申请的该内  存地址保存也是unicode编码的json,如果代码换成x="json".encode('utf-8'),那么新申请的内存空间里存放的就是utf-8编码的字符串json了

二.文件操作

打开文件的方式有:

  • r,只读模式(默认)
  • w,只写模式(不可读;不存在则创建;存在则删除内容;)
  • a,追加模式(可读;   不存在则创建;存在则只追加内容;)

"+"表示可以同时读写某个文件

  • r+,可读写文件(可读;可写)
  • w+,写读文件(可写;可读)
  • a+,同a

"b"表示处理二进制文件

  • rb
  • wb

现有如下文件:

飞机飞过天空 天空之城
落雨下的黄昏的我们
此刻我在异乡的夜里
感觉着你忽明忽暗
我想回到过去 沉默着欢喜
天空之城在哭泣越来越明亮的你
爱情不过是生活的屁
折磨着我也折磨着你
港岛妹妹
你献给我的西班牙馅饼
甜蜜地融化了我
天空之城在哭泣
港岛妹妹
我们曾拥有的甜蜜的爱情
疯狂地撕裂了我
天空之城在哭泣
有人路过那里 回来告诉我
天空之城在哭泣无法呼吸的你
此刻我在异乡的夜里
想念着你越来越远

1."r"读取文件,并将文件输出出来,encoding="utf-8"是将文件读取出来以后转换成utf-8格式,在windows下防止因为编译格式问题乱码。如果是read(4),4表示读的是字符。

f = open("a.txt", "r", encoding="utf-8")
data = f.read()
f.close
print(data)

2."w"写入文件,将之前的文件清空后写入。

f = open("a.txt", "w", encoding="utf-8")
f.write("炎黄子孙")
f.close

3."a"写入文件,不清空之前的文件,将光标移到文件的最后,追加写入。

f = open("a.txt", "a", encoding="utf-8")
f.write("\n炎黄子孙")
f.close()

4.利用with语句来帮我们调用clese()方法,当with执行完之后,内部会自动关闭并释放文件资源。

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

5.seek()内指定的数字代表的是字节数,以文件起始位置作为开始。

with open("a.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
f.seek(3) # 默认情况,是以文件起始位置作为开始,往后移动3个bytes
print(f.readline()) # 读取文件第一行
"""
输出结果:
机飞过天空 天空之城
"""

6.closed判断文件是否是关闭状态,返回True或者False

f = open("a.txt", "r", encoding="utf-8")
f.close()
print(f.closed)
"""
输出结果:
True
"""

7.encoding查看文件编码。

f = open("a.txt", "r", encoding="utf-8")
print(f.encoding)
"""
输出结果:
utf-8
"""

8.name查看文件名

f = open("a.txt", "r", encoding="utf-8")
print(f.name)
"""
输出结果:
a.txt
"""

9.mode指定操作模式,不指定的话默认是r模式(可以改变位置)

f = open("a.txt", encoding="utf-8", mode ="r")

10. readable判断文件是否是r模式打开,返回True或False

f = open("a.txt", encoding="utf-8", mode ="r")
print(f.readable()) # 判断文件是否是r模式打开
"""
输出结果:
True
"""

11. writable判断文件是否是w模式打开,返回True或False

f = open("a.txt", encoding="utf-8", mode ="w")
print(f.writable()) # 判断文件是否是w模式打开
"""
输出结果:
True
"""xt", encoding="utf-8", mode ="w")

12.readline打印一行,end是不打印换行符

f = open("a.txt", encoding="utf-8", mode ="r")
print(f.readline(), end="") # readline读取一行,end是不打印换行符
print(f.readline(), end="")
"""
输出结果:
飞机飞过天空 天空之城
落雨下的黄昏的我们
"""

13.文件修改

import os
read_f = open("a.txt", "r", encoding="utf-8")
write_f = open("b.txt", "w", encoding="utf-8")
for line in read_f.readlines(): # 将a.txt中的文件遍历出来
if line.startswith("飞机飞过天空天空之城"): # 判断第一句是否是想要修改的内容
line=("*,天空之城\n")
write_f.write(line)
read_f.close()
write_f.close()
os.remove("a.txt") # 将a.txt删除
os.rename("b.txt", "a.txt") # 把b.txt改成a.txt

14.文件操作,类似于日志的实时更新

import time
with open('access.log','r', encoding='utf-8') as f:
f.seek(0, 2)
while True:
line = f.readline().strip() # 移除字符串头尾指定的字符(默认为空格)
if line:
print('新增一行日志:',line)
time.sleep(0.5) # 睡眠0.5秒
"""
输出结果:
新增一行日志: 123456
"""

15.copy图片文件

with open('1.jpg','rb') as read_f,\
open('2.jpg','wb') as write_f:
data=read_f.read()
write_f.write(data)

三.函数

函数介绍:

函数是组织好的,可重复使用的,用来实现单一,或相关联功能的代码段。

1.python的内置函数,如:sum,max,min等

a = len('hello') # 打印长度
b = max([1, 2, 3]) # 求最大值
print(a)
print(b)
"""
输出结果:
5
3
"""

定义函数:

1.自定义函数

def print_star():
print('*'*6)
def print_msg():
print('hello world')
print_star()
print_msg()
print_star()
"""
输出结果:
******
hello world
******
"""

2.先定义后使用。

def foo():  # 指向内存地址
print("from foo")
print(foo)
"""
输出结果:
<function foo at 0x0000014692FB7F28>
"""

3.函数的使用包含两个阶段:定义阶段和使用阶段。

语法

def 函数名(参数1, 参数2,...):

  """文档注释"""

  函数体

  return 值

4.函数定义的三种形式。

a.无参函数:如果函数的功能仅仅执行一些操作而已,就定义成无参函数,无参函数通常都有返回值。

def print_star():
print('*'*6)

b.定义有参函数:函数的执行依赖于外部传入的参数,有参函数通常都有返回值。

def my_max(x,y):
res=x if x >y else y
return res

c.空函数

def select():
"""
select
"""
pass

调用函数:

1.调用无参函数,定义时无参,调用时也无需传入参数。

def foo():
print("from foo")
foo()
"""
输出结果:
from foo
"""

2.调用有参函数,定义时有参,调用时也必须有参。

def bar(name):
print("bar=====>",name)
bar("json")
"""
输出结果:
bar=====> json
"""

3. 调用函数的表达式形式。

def my_max(x, y):
res=x if x >y else y
return res
res = my_max(12,23)*10
print(res)
"""
输出结果:
230
"""

4.把函数调用,当成另外一个函数的参数,求三个数的最大值。

def my_max(x, y):
res=x if x >y else y
return res
res = my_max(my_max(9,5), 80)
# res = my_max(12,23)*10
print(res)
"""
输出结果:
80
"""

函数的返回值:

1.不写return,python默认返回None

def foo():
print("from foo")
res = foo()
print(res)
"""
以下三种情况返回都是None:
没有 return
return 后边什么都不写
return None
"""

2.return一个值,函数调用返回的结果,也是这个值。

def foo():
print("from foo")
x = 1
return x
res = foo()
print(res)
"""
输出结果:
1
"""

3.return 值1,值2,值3...返回的是一个元组形式。

def foo():
print("from foo")
return 1, [1, 2, 3], (1, 2, 3),{}
res = foo()
print(res)
"""
输出结果:
(1, [1, 2, 3], (1, 2, 3), {})
"""

函数参数:

详细的分函数的参数有五种:

位置参数,关键字参数,默认参数,可变长参数(*args,  **kwargs),命名关键字参数。

a.位置参数

def foo(x ,y): # 位置形参,必须必须被传值的参数
print(x, y)
foo(1, 2) # 位置实参,与形参一一对应
"""
输出结果:
1 2
"""

b.关键字参数key=value。

关键字参数需要注意的问题:

1.关键字实参必须在位置实参后边,

2.不允许对一个形参重复传值。

def foo(a ,b, c):
print(a ,b, c)
foo(c=1,b=2,a=3)
"""
输出结果:
3 2 1
"""

c.默认参数

默认参数需要注意的问题:

1.默认参数必须在非默认参数后,

2.默认参数在定义阶段就已经赋值了,而且只能在定义阶段赋值一次,

3.默认参数的值通常定义成不可变类型。

def register(name,age,sex='male'): #形参:默认参数
print(name,age,sex) register('a', age=18)
register('a1', 28)
register('a2', 30)
register('a3', 29) register('钢蛋', 20, 'female')
register('钢蛋', sex='female', age=19) """
a 18 male
a1 28 male
a2 30 male
a3 29 male
钢蛋 20 female
钢蛋 19 female
"""

d.可变长参数

①*args

def foo(x,y,*args): #*会把溢出的按位置定义的实参都接收,以元组的形式赋值给args
print(x,y)
print(args)
foo(1, 2, 3, 4, 5) """
1 2
(3, 4, 5) """

②**kwargs

def foo(x, y, **kwargs):  # **会把溢出的按关键字定义的实参都接收,以字典的形式赋值给kwargs
print(x, y)
print(kwargs)
foo(1,2,a=1,name='egon',age=18)
"""
1 2
{'name': 'egon', 'age': 18, 'a': 1}
"""
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