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Python文件读写操作完全指南 - 理论知识与实例 | Python文件操作教程

Python文件读写操作完全指南

Python文件操作是数据处理的基础,本教程将深入讲解文件读写的理论知识、核心方法和最佳实践。

1. Python文件操作的基本概念

在Python中,文件操作主要分为三个步骤:

  1. 打开文件 - 使用open()函数建立程序与文件的连接
  2. 读写操作 - 读取内容或写入数据
  3. 关闭文件 - 使用close()方法释放资源

2. 文件打开模式详解

open()函数的第二个参数指定文件打开模式:

模式 描述
'r' 只读模式(默认)
'w' 写入模式(覆盖现有内容)
'a' 追加模式(在文件末尾添加)
'x' 创建模式(文件存在则失败)
'b' 二进制模式(如图片)
't' 文本模式(默认)
'+' 读写模式(更新文件)

3. 文件读取方法

Python提供多种文件读取方式:

3.1 read() - 读取整个文件

with open('example.txt', 'r') as file:
    content = file.read()
    print(content)

3.2 readline() - 逐行读取

with open('example.txt', 'r') as file:
    line = file.readline()
    while line:
        print(line.strip())
        line = file.readline()

3.3 readlines() - 读取所有行到列表

with open('example.txt', 'r') as file:
    lines = file.readlines()
    for line in lines:
        print(line.strip())

4. 文件写入操作

Python提供了多种写入文件的方法:

4.1 write() - 写入字符串

with open('output.txt', 'w') as file:
    file.write("Hello, Python File I/O!\n")
    file.write("This is a second line.")

4.2 writelines() - 写入字符串列表

lines = ["First line\n", "Second line\n", "Third line\n"]
with open('output.txt', 'w') as file:
    file.writelines(lines)

5. 使用with语句管理文件

with语句自动处理文件的打开和关闭,即使发生异常也能正确关闭文件:

with open('example.txt', 'r') as file:
    # 执行文件操作
    content = file.read()
# 文件会自动关闭

使用with语句的优点:

  • 代码更简洁
  • 自动处理文件关闭
  • 异常安全
  • 减少资源泄漏风险

6. 文件指针操作

文件指针控制读写位置:

6.1 tell() - 获取当前位置

with open('example.txt', 'r') as file:
    print(file.tell())  # 输出: 0
    file.read(5)
    print(file.tell())  # 输出: 5

6.2 seek() - 移动文件指针

with open('example.txt', 'r') as file:
    file.seek(10)  # 移动到第10个字节
    print(file.read(5))  # 读取5个字符

7. 文件操作最佳实践

  1. 总是使用with语句管理文件资源
  2. 处理大型文件时使用迭代读取而非一次性读取
  3. 为文件操作添加异常处理
  4. 明确指定文件编码格式(特别是多语言环境)
  5. 避免使用绝对路径,考虑跨平台兼容性
  6. 写入后使用flush()确保数据写入磁盘

带异常处理的文件操作示例

try:
    with open('data.txt', 'r', encoding='utf-8') as file:
        for line in file:
            print(line.strip())
except FileNotFoundError:
    print("错误:文件未找到!")
except PermissionError:
    print("错误:没有文件访问权限!")
except UnicodeDecodeError:
    print("错误:文件编码问题!")
except Exception as e:
    print(f"发生未知错误: {str(e)}")

8. 文本模式与二进制模式

特性 文本模式 ('t') 二进制模式 ('b')
数据类型 字符串 (str) 字节 (bytes)
换行符转换 自动转换(\n ↔ \r\n) 无转换
编码处理 需要指定编码 无编码
适用文件 文本文件 (.txt, .csv, .json) 二进制文件 (.jpg, .png, .exe)

9. 总结

Python提供了强大而灵活的文件操作功能:

  • 使用open()函数打开文件,选择正确的模式
  • 读写操作后必须关闭文件或使用with语句
  • 根据需求选择合适的读取方法
  • 文本文件和二进制文件需要不同的处理方式
  • 异常处理是文件操作的重要组成部分
  • 文件指针操作提供更精细的控制

掌握这些理论知识将帮助你高效、安全地处理各种文件操作任务。

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