第11篇 文件操作——数据的持久化存储
**作者：**中文编程倡导者—— 李金雨
联系方式：wbtm2718@qq.com
**目标读者：**编程入门（零基础）
核心理念：使用华为仓颉原生中文编程，体验真正的国产编程语言
一、为什么需要文件操作？
想象一下：
- 你写了一篇作文，如果不保存，关机后就没了
- 你玩游戏的进度，如果不存档，下次就要从头开始
- 你通讯录里的联系人，如果不保存，手机重启就全丢了
文件操作就是让我们把数据保存到硬盘上，这样即使程序关闭、电脑关机，数据也不会丢失。这叫做持久化存储。
二、生活中的文件操作
例子1：写日记
- 打开日记本→ 打开文件
- 写下今天的事→ 写入数据
- 合上日记本→ 关闭文件
- 以后翻看→ 读取文件
例子2：图书馆借书系统
- 读取借阅记录文件→ 查看谁借了哪些书
- 写入新的借阅记录→ 记录新书被借走
- 修改归还日期→ 更新文件内容
三、仓颉语言中的文件操作
1. 写入文件
import std.fs.* import std.io.* main() { // 要写入的内容 var 日记内容 = """今天是2024年1月15日，星期一。 今天学习了仓颉编程语言，感觉很有趣！ 虽然类型后置的语法有点不习惯，但总体还是挺好懂的。 """ try { // 打开文件（如果不存在则创建） var 文件 = File.open("我的日记.txt", "w") // 写入内容 文件.write(日记内容) // 关闭文件 文件.close() println("日记保存成功！") } catch (异常: Exception) { println("保存失败：${异常.message}") } }2. 读取文件
import std.fs.* import std.io.* main() { try { // 以只读方式打开文件 var 文件 = File.open("我的日记.txt", "r") // 读取所有内容 var 内容 = 文件.readAll() // 关闭文件 文件.close() // 显示内容 println("=== 日记内容 ===") println(内容) } catch (异常: Exception) { println("读取失败：${异常.message}") } }3. 追加写入
import std.fs.* main() { try { // 以追加模式打开文件（"a"表示append） var 文件 = File.open("我的日记.txt", "a") // 追加新内容 文件.write("\n\n--- 补充 ---\n") 文件.write("今天还学会了文件操作，可以保存数据了！") 文件.close() println("追加内容成功！") } catch (异常: Exception) { println("追加失败：${异常.message}") } }四、CSV文件操作
CSV（Comma Separated Values，逗号分隔值）是一种简单的表格数据格式，可以用Excel打开。
写入学生成绩表
import std.fs.* import std.collection.* class 学生成绩 { var 姓名: String var 语文: Int64 var 数学: Int64 var 英语: Int64 init(姓名: String, 语文: Int64, 数学: Int64, 英语: Int64) { this.姓名 = 姓名 this.语文 = 语文 this.数学 = 数学 this.英语 = 英语 } func 转为CSV行(): String { return "${姓名},${语文},${数学},${英语}" } } main() { var 学生列表 = ArrayList<学生成绩>() 学生列表.add(学生成绩("张三", 85, 92, 78)) 学生列表.add(学生成绩("李四", 90, 88, 95)) 学生列表.add(学生成绩("王五", 78, 85, 88)) try { var 文件 = File.open("学生成绩表.csv", "w") // 写入表头 文件.write("姓名,语文,数学,英语\n") // 写入数据 for (学生 in 学生列表) { 文件.write(学生.转为CSV行() + "\n") } 文件.close() println("成绩表保存成功！") } catch (异常: Exception) { println("保存失败：${异常.message}") } }生成的CSV文件内容：
姓名,语文,数学,英语 张三,85,92,78 李四,90,88,95 王五,78,85,88读取CSV文件
import std.fs.* import std.collection.* import std.convert.* main() { try { var 文件 = File.open("学生成绩表.csv", "r") var 所有行 = 文件.readAll().split("\n") 文件.close() println("=== 学生成绩表 ===") println("姓名\t语文\t数学\t英语\t总分") println("----------------------------------------") // 跳过表头，从第1行开始读取 for (i in 1..所有行.size) { var 行 = 所有行[i] if (行.isEmpty()) { continue } var 字段 = 行.split(",") var 姓名 = 字段[0] var 语文 = Int64.parse(字段[1]) var 数学 = Int64.parse(字段[2]) var 英语 = Int64.parse(字段[3]) var 总分 = 语文 + 数学 + 英语 println("${姓名}\t${语文}\t${数学}\t${英语}\t${总分}") } } catch (异常: Exception) { println("读取失败：${异常.message}") } }五、JSON文件操作
JSON（JavaScript Object Notation）是一种更现代的数据格式，结构清晰，易于阅读。
保存配置信息
import std.fs.* class 程序配置 { var 程序名称: String = "学生管理系统" var 版本: String = "1.0" var 作者: String = "小明" var 最大学生数: Int64 = 100 var 自动保存: Bool = true func 转为JSON(): String { return """{ "程序名称": "${程序名称}", "版本": "${版本}", "作者": "${作者}", "最大学生数": ${最大学生数}, "自动保存": ${自动保存} }""" } } main() { var 配置 = 程序配置() try { var 文件 = File.open("配置.json", "w") 文件.write(配置.转为JSON()) 文件.close() println("配置保存成功！") } catch (异常: Exception) { println("保存失败：${异常.message}") } }生成的JSON文件：
{"程序名称":"学生管理系统","版本":"1.0","作者":"小明","最大学生数":100,"自动保存":true}六、语法设计讨论：文件操作中的类型声明
同学们，在学习文件操作时，我们再次遇到了仓颉的类型后置语法问题。
看看文件操作的代码：
class 学生成绩 { var 姓名: String // 类型后置 var 语文: Int64 // 类型后置 var 数学: Int64 // 类型后置 var 英语: Int64 // 类型后置 init(姓名: String, 语文: Int64, 数学: Int64, 英语: Int64) { // 参数类型后置 // ... } func 转为CSV行(): String { // 返回值类型后置 // ... } } main() { var 学生列表: ArrayList<学生成绩> // 泛型类型后置 // ... }按照中国人的语言习惯：
- 我们习惯说"字符串类型的姓名"、“整数类型的语文成绩”
- 我们习惯说"学生成绩列表类型的变量"
但仓颉的写法：
var 姓名: String→ 读作"姓名，字符串类型的"（定语后置）ArrayList<学生成绩>→ 读作"学生成绩类型的列表"（泛型也是后置）
如果仓颉能改进成C#风格：
// 假设的改进语法 class 学生成绩 { String 姓名 // "字符串类型的姓名" Int64 语文 // "整数类型的语文成绩" Int64 数学 Int64 英语 init(String 姓名, Int64 语文, Int64 数学, Int64 英语) { // ... } String 转为CSV行() { // "字符串类型的转为CSV行方法" // ... } } main() { ArrayList<学生成绩> 学生列表 // "学生成绩列表类型的学生列表" // ... }这样读起来多么自然：“定义一个学生成绩类，它有字符串类型的姓名属性，整数类型的语文、数学、英语成绩属性…”
华为在设计仓颉语言时，采用了类似Rust的类型后置语法，这就像是在说"姓名字符串类型的"而不是"字符串类型的姓名"。现代汉语都是定语前置的，我们希望中文编程语言能真正符合中国人的语言习惯！
七、文件路径操作
import std.fs.* import std.path.* main() { // 获取当前工作目录 var 当前目录 = Path.current() println("当前目录：${当前目录}") // 拼接路径 var 文件路径 = Path.join(当前目录, "数据", "学生.txt") println("文件路径：${文件路径}") // 检查文件是否存在 if (File.exists("我的日记.txt")) { println("文件存在") } else { println("文件不存在") } // 创建目录 try { Dir.create("备份数据") println("目录创建成功") } catch (异常: Exception) { println("创建目录失败：${异常.message}") } }八、练习时间
练习1：日记本程序
创建一个简单的日记本程序：
- 可以输入当天的日记内容
- 将日记保存到以日期命名的文件中（如"2024-01-15.txt"）
- 可以按日期读取以前的日记
练习2：通讯录管理
创建一个通讯录程序：
- 可以添加联系人（姓名、电话、邮箱）
- 可以删除联系人
- 可以查找联系人
- 所有数据保存到CSV文件中
练习3：记账本
创建一个记账本程序：
- 记录每笔收入和支出（日期、类型、金额、备注）
- 可以查看某个月的总收入和总支出
- 数据保存到JSON文件中
九、本课小结
今天我们学习了：
- 文件操作的重要性：实现数据的持久化存储
- 写入文件：创建新文件或覆盖已有文件
- 读取文件：从文件中获取数据
- 追加写入：在文件末尾添加内容
- CSV格式：简单的表格数据格式
- JSON格式：结构化的数据格式
- 文件路径操作：处理文件和目录的路径
类型语法思考：在文件操作中，我们频繁地声明类属性、方法参数、返回值类型，每一次都要面对类型后置的语法。希望未来的中文编程语言能让类型声明更符合中国人的说话习惯，真正做到"说人话"！
十、课后作业
完善"学生管理系统"的文件存储功能：
- 将学生信息保存到JSON文件中
- 程序启动时自动读取学生信息
- 添加学生、删除学生后自动保存
创建一个"单词本"程序：
- 可以添加单词（英文、中文释义、例句）
- 可以按字母顺序查看所有单词
- 可以搜索单词
- 数据保存到CSV文件中
思考：在你的日常生活中，还有哪些数据需要持久化存储？如何用文件操作来实现？
下篇预告：第12篇《综合实战——制作一个学生管理系统》，综合运用前面学到的所有知识，完成一个完整的项目！
