Python读写文件基础操作

在Python中，文件读写是进行数据存储和处理的基本操作。无论是读取配置文件、保存用户输入还是处理文本数据，掌握文件的读写方法都至关重要。本篇文章将深入探讨如何在Python中进行文件的读写，包括各种操作的详细示例。

1. 文件的打开与关闭

1.1 打开文件

要进行文件的读写，首先需要使用 open() 函数打开文件。open() 函数接受两个主要参数：

file: 要打开的文件名（包括路径）。
mode: 打开文件的模式，决定了你可以对文件执行哪些操作。

常用的模式包括：

'r': 只读模式（默认）。文件必须存在。
'w': 只写模式。如果文件已存在则会被覆盖；如果文件不存在，则会创建新文件。
'a': 追加模式。数据会被写入文件末尾，如果文件不存在同样会创建新文件。
'b': 二进制模式（可与其他模式组合使用）。
'x': 独占写入模式。如果文件已经存在则引发异常。

示例代码如下：

# 打开一个文件进行读取
file = open('example.txt', 'r')  # 如果文件不存在，会引发 FileNotFoundError

# 或者以写入模式打开文件
file_w = open('output.txt', 'w')

1.2 关闭文件

完成文件操作后，应确保关闭文件，以释放系统资源。可以使用 close() 方法手动关闭文件。更推荐的方式是使用 with 语句，这样在离开 with 块时，文件会自动关闭。

手动关闭文件示例：

file.close()  # 手动关闭文件

使用 `with` 语句示例：

with open('example.txt', 'r') as file:
    content = file.read()
# 文件会在此块结束时自动关闭

2. 读取文件内容

一旦文件被打开，就可以通过多种方式读取文件中的内容。

2.1 使用 `read()`

read() 方法读取整个文件的内容，并将其作为字符串返回。

with open('example.txt', 'r') as file:
    content = file.read()
    print(content)  # 输出整个文件内容

2.2 使用 `readline()`

readline() 方法每次读取文件的一行，调用多次可以逐行读取。

with open('example.txt', 'r') as file:
    line = file.readline()  # 读取第一行
    while line:  # 循环直到没有更多行
        print(line.strip())  # strip() 去除行末的换行符
        line = file.readline()  # 读取下一行

2.3 使用 `readlines()`

readlines() 方法读取文件的所有行，并以列表形式返回。每一行为列表中的一个元素。

with open('example.txt', 'r') as file:
    lines = file.readlines()  # 返回一个列表，其中每个元素是文件的一行
    for line in lines:
        print(line.strip())  # 输出每一行，去掉换行符

3. 写入文件内容

要将数据写入文件，可以使用 'w' 或 'a' 模式打开文件，然后使用 write() 或 writelines() 方法。

3.1 使用 `write()`

write() 方法将字符串写入到文件中。如果文件已存在且以 'w' 模式打开，则会覆盖原有内容。

with open('output.txt', 'w') as file:
    file.write("Hello, World!\n")  # 写入第一行
    file.write("Welcome to Python file operations.\n")  # 写入第二行

3.2 使用 `writelines()`

writelines() 方法接受一个字符串列表，将所有字符串写入文件。注意，这不会添加换行符，因此需要自行在字符串末尾添加。

lines_to_write = ["Line 1\n", "Line 2\n", "Line 3\n"]  # 每行后面加上换行符
with open('output.txt', 'a') as file:  # 使用'a'模式以追加内容
    file.writelines(lines_to_write)  # 将多个行写入文件

4. 处理文本与二进制文件

Python支持文本文件和二进制文件。文本文件通常用于保存字符串数据，而二进制文件则用于保存非文本数据（如图片或音频）。

4.1 文本文件

默认情况下，open() 函数以文本模式打开文件。例如：

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

4.2 二进制文件

要以二进制模式打开文件，需要在模式字符串中添加 'b'。例如，读取和写入图片文件：

# 写入二进制文件
with open('image.png', 'rb') as binary_file:  # 以二进制读取模式打开
    data = binary_file.read()  # 读取文件内容

# 保存二进制数据
with open('copy_image.png', 'wb') as binary_copy:
    binary_copy.write(data)  # 写入数据到新文件

5. 异常处理

文件读写操作可能会引发异常，例如文件未找到、权限不足等。因此，建议使用 try...except 块来捕获这些异常并做出相应处理。

try:
    with open('non_existent_file.txt', 'r') as file:
        content = file.read()
except FileNotFoundError:
    print("错误：文件未找到，请检查文件名或路径。")
except PermissionError:
    print("错误：您没有权限访问该文件。")
except Exception as e:
    print(f"发生了其他错误：{e}")

6. 文件指针

文件指针决定了从文件的哪个位置开始读取或写入。使用 seek() 方法可以移动文件指针。

示例：使用 `seek()`

with open('example.txt', 'r') as file:
    print(file.read(5))  # 读取前5个字符
    file.seek(0)  # 移动指针到文件开头
    print(file.read())  # 重新读取整个文件

获取当前位置

使用 tell() 方法可以获取文件指针的当前位置。

with open('example.txt', 'r') as file:
    file.read(10)
    position = file.tell()  # 获取当前指针的位置
    print(f"当前文件指针位置: {position}")

小结

在Python中进行文件的读写操作非常简单易学。本篇文章总结了以下要点：

打开文件：使用 open() 函数指定文件名和模式。
读取文件：使用 read(), readline(), 和 readlines() 方法。
写入文件：使用 write() 和 writelines() 方法。
处理文本与二进制文件：通过模式选择合适的打开方式。
异常处理：用 try...except 块捕获潜在的异常。
文件指针：使用 seek() 和 tell() 控制文件读取位置。

通过掌握这些基础知识，你将能够有效地在Python中进行文件操作，为数据处理和分析打下坚实的基础。

Bruce_Liuxiaowei