python10天- 文件操作模式详解

最新推荐文章于 2025-08-23 14:24:15 发布

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Python 中的文件操作模式决定了如何打开和操作文件。通过 open() 函数的 mode 参数指定模式，可以控制文件的读写行为。以下是 Python 文件操作模式的详细解释，包括常见模式、特点、使用场景和示例代码。

1. 基础模式

1.1 `'r'` - 只读模式（默认模式）

说明：以只读方式打开文件。
特点：
- 文件必须存在，否则会抛出 FileNotFoundError。
- 打开后可以读取文件内容，但不能写入。
- 文件指针（读写位置）会定位到文件开头。
使用场景：仅需读取文件内容。

示例：

with open("file.txt", "r") as f:
    content = f.read()
    print(content)

1.2 `'w'` - 写入模式（覆盖写入）

说明：以写入方式打开文件，若文件不存在则创建。
特点：
- 如果文件已存在，会清空文件内容。
- 文件指针定位到文件开头。
- 只能写入（write()），不能读取。
使用场景：需要覆盖或新建文件并写入内容。

示例：

with open("new_file.txt", "w") as f:
    f.write("Hello, World!")

1.3 `'a'` - 追加模式

说明：以追加方式打开文件，若文件不存在则创建。
特点：
- 文件指针定位到文件末尾，新写入的内容会追加到文件末尾。
- 如果文件已存在，不会清空原有内容。
- 只能写入（write()），不能读取。
使用场景：需要向文件末尾追加内容（如日志记录）。

示例：

with open("log.txt", "a") as f:
    f.write("\nNew log entry added.")

2. 扩展模式（组合模式）

2.1 `'r+'` - 读写模式

说明：以读写方式打开文件。
特点：
- 文件必须存在，否则会抛出 FileNotFoundError。
- 文件指针在开头，可以读取和写入。
- 写入会覆盖原有内容，需注意文件指针的位置。
使用场景：需要同时读取和修改文件内容。

示例：

with open("data.txt", "r+") as f:
    content = f.read()  # 读取内容
    f.write("Appended text")  # 写入内容（覆盖当前位置后的内容）
    # 需要使用 seek() 调整指针位置以避免覆盖

2.2 `'w+'` - 覆盖读写模式

说明：以读写方式打开文件，若文件存在则清空，否则创建新文件。
特点：
- 文件指针定位到开头。
- 可读可写，但写入会覆盖原有内容。
使用场景：需要重写或创建文件并读取内容。

示例：

with open("data.txt", "w+") as f:
    f.write("New content")  # 写入内容
    f.seek(0)  # 将指针移到开头以读取
    content = f.read()
    print(content)

2.3 `'a+'` - 追加读写模式

说明：以读写方式打开文件，若不存在则创建，以追加方式写入。
特点：
- 文件指针在文件末尾，写入会追加到末尾。
- 可以读取文件内容，但读取时需调整指针位置（如 seek(0)）。
使用场景：需要追加内容并读取文件。

示例：

with open("log.txt", "a+") as f:
    f.write("\nNew entry")  # 追加内容
    f.seek(0)  # 移动指针到开头以读取整个文件
    content = f.read()
    print(content)

3. 二进制模式（适用于非文本文件）

所有模式后加 'b' 表示以二进制模式打开文件，适用于处理图片、可执行文件等非文本数据。

3.1 `'rb'` - 二进制只读

说明：以二进制模式读取文件。
特点：
- 文件必须存在。
- 读取返回字节（bytes）类型数据。
使用场景：读取二进制文件（如 .jpg, .exe）。

示例：

with open("image.jpg", "rb") as f:
    image_data = f.read()  # 返回 bytes 类型

3.2 `'wb'` - 二进制覆盖写入

说明：以二进制模式写入文件，覆盖原有内容。
使用场景：写入二进制数据（如保存图片）。

示例：

with open("output.jpg", "wb") as f:
    f.write(b'\x89PNG\r\n\x1a\n\x00\x00\x00\rIHDR\x00\x00')  # 写入字节数据

3.3 `'ab'` - 二进制追加

说明：以二进制模式追加写入。
使用场景：追加二进制数据（如日志文件）。

示例：

with open("binary_data.bin", "ab") as f:
    f.write(b'\x01\x02\x03')  # 追加字节数据

4. 独占创建模式 `'x'`

4.1 `'x'` - 新建文件写入

说明：如果文件不存在，以写入方式创建；如果文件已存在，抛出 FileExistsError。
特点：
- 安全创建文件，避免覆盖已有文件。
- 只能写入，不能读取。
使用场景：需要确保文件未被创建时写入。

示例：

try:
    with open("new_file.txt", "x") as f:
        f.write("This file is newly created.")
except FileExistsError:
    print("File already exists!")

5. 组合模式（其他扩展）

'xb'：以二进制模式新建文件，若文件存在则报错。

with open("new_binary_file.bin", "xb") as f:
    f.write(b'\x00\x01')

6. 总结表格

模式	描述	读权限	写权限	创建文件	覆盖内容	指针位置	适用场景
`'r'`	只读	√	×	×	×	文件开头	读取现有文件
`'w'`	写入（覆盖）	×	√	√	√	文件开头	创建或重写文件
`'a'`	追加	×	√	√	×	文件末尾	追加内容到文件末尾
`'r+'`	读写（文件必须存在）	√	√	×	×	文件开头	修改现有文件内容
`'w+'`	读写（覆盖）	√	√	√	√	文件开头	重写文件并读取
`'a+'`	读写（追加写入）	√	√	√	×（追加）	文件末尾（写入时）	追加并读取文件
`'rb'`	二进制只读	√	×	×	×	文件开头	处理二进制文件（如图片）
`'wb'`	二进制覆盖写入	×	√	√	√	文件开头	写入二进制数据
`'ab'`	二进制追加	×	√	√	×	文件末尾	追加二进制数据
`'x'`	独占创建写入	×	√	√	×	文件开头	安全创建新文件

7. 注意事项

文件关闭：
- 总是用 with open(...) as f 语句，它会自动关闭文件（即使发生异常）。
- 如果手动打开文件，务必调用 f.close()。
指针位置：
- 写入时，文件指针的位置会影响写入内容的位置（如 'a' 模式指针在末尾）。
文本 vs 二进制：
- 文本模式（如 'r'）：自动处理换行符（\n 转换为系统特定的换行符，如 Windows 的 \r\n）。
- 二进制模式（如 'rb'）：直接读取原始字节，不处理换行符。
异常处理：
- 文件不存在时，'r', 'r+' 会抛出 FileNotFoundError。
- 文件已存在时，'x' 会抛出 FileExistsError。

8. 示例代码

示例1：读取文件

with open("data.txt", "r") as f:
    for line in f:
        print(line.strip())

示例2：写入并追加

# 写入
with open("log.txt", "w") as f:
    f.write("Initial content\n")

# 追加
with open("log.txt", "a") as f:
    f.write("Added content\n")

示例3：二进制读写

# 写入二进制数据
with open("binary.dat", "wb") as f:
    f.write(b'\x00\x01\x02\x03')

# 读取二进制数据
with open("binary.dat", "rb") as f:
    data = f.read()
    print(data)  # 输出：b'\x00\x01\x02\x03'