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为什么学习Python文件操作？
文件操作是Python编程中的核心技能之一，它使程序能够：
- 持久化存储数据以供后续使用
- 读取和处理来自外部源的数据
- 生成报告、日志和其他输出文件
- 与其他程序交换数据
- 自动化文件处理任务
Python提供了简单而强大的文件处理功能，让开发者能够高效地处理文本文件。
使用open()函数创建文件
在Python中创建文件的基本方法是使用内置的open()函数。
基本语法
file_object = open('filename.txt', 'w')
文件模式说明
- 'w' - 写入模式（如果文件存在则覆盖，不存在则创建）
- 'a' - 追加模式（在文件末尾添加内容）
- 'x' - 排他性创建（仅当文件不存在时才创建）
- 'r' - 读取模式（默认值）
- 't' - 文本模式（默认值）
- 'b' - 二进制模式
重要提示： 使用'w'模式时，如果文件已经存在，它将被覆盖。请谨慎操作！
写入文件的方法
1. 写入字符串 - write()
# 创建并写入文件
with open('example.txt', 'w') as file:
file.write("这是第一行文本。\n")
file.write("这是第二行文本。\n")
file.write("这是第三行文本。")
example.txt 内容：
这是第一行文本。
这是第二行文本。
这是第三行文本。
2. 写入多行 - writelines()
lines = ["第一行\n", "第二行\n", "第三行\n"]
with open('multi_lines.txt', 'w') as file:
file.writelines(lines)
3. 追加内容
# 追加内容到文件
with open('example.txt', 'a') as file:
file.write("\n这是追加的内容。")
使用with语句管理文件
Python的with语句是处理文件的最佳方式：
- 自动处理文件关闭
- 确保资源被正确释放
- 简化异常处理
- 使代码更简洁易读
# 不使用with语句（不推荐）
file = open('example.txt', 'w')
try:
file.write("一些内容")
finally:
file.close()
# 使用with语句（推荐）
with open('example.txt', 'w') as file:
file.write("一些内容")
最佳实践： 始终使用
with语句处理文件，以确保文件被正确关闭，即使在发生异常的情况下。
错误处理与异常
文件操作可能引发各种异常，良好的错误处理机制至关重要：
try:
with open('non_existent_file.txt', 'r') as file:
content = file.read()
except FileNotFoundError:
print("错误：文件不存在！")
except PermissionError:
print("错误：没有文件访问权限！")
except IOError as e:
print(f"输入输出错误: {e}")
except Exception as e:
print(f"未知错误: {e}")
安全提示： 在处理用户提供的文件路径时，务必验证和清理输入，以防止路径遍历攻击。
实际应用示例
创建日志文件
import datetime
def log_message(message):
timestamp = datetime.datetime.now().strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")
with open('application.log', 'a') as log_file:
log_file.write(f"[{timestamp}] {message}\n")
# 使用示例
log_message("程序启动")
log_message("用户登录")
log_message("数据处理完成")
生成报告文件
def generate_report(data, filename='report.txt'):
with open(filename, 'w') as report:
report.write("销售报告\n")
report.write("="*30 + "\n\n")
report.write(f"生成日期: {datetime.date.today()}\n\n")
total = 0
for item in data:
report.write(f"{item['product']}: {item['quantity']} x ${item['price']:.2f}\n")
total += item['quantity'] * item['price']
report.write("\n" + "="*30 + "\n")
report.write(f"总计: ${total:.2f}\n")
# 示例数据
sales_data = [
{'product': '笔记本电脑', 'quantity': 5, 'price': 899.99},
{'product': '显示器', 'quantity': 8, 'price': 249.50},
{'product': '键盘', 'quantity': 15, 'price': 49.99}
]
generate_report(sales_data)
总结与最佳实践
通过本教程，您已经学会了：
- 使用
open()函数创建和写入文件 - 使用不同的文件模式（'w', 'a', 'x'）
- 使用
write()和writelines()方法 - 使用
with语句管理文件资源 - 处理文件操作中的异常
- 实际应用场景中的文件操作
最佳实践总结：
- 始终使用
with语句处理文件 - 使用
try-except块处理可能的异常 - 在写入文件时，明确指定编码（如
encoding='utf-8'） - 使用描述性的文件名和扩展名
- 避免在文件名中使用特殊字符和空格
- 写入后验证文件是否存在且内容正确
通过掌握这些技能，您可以有效地使用Python进行各种文件操作任务，从简单的日志记录到复杂的数据报告生成。
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