文件读写完全指南：文本、二进制、编码你会了吗？

原创于 2025-08-06 15:02:03 发布 · 421 阅读

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文件读写完全指南：文本、二进制、编码你会了吗？

作者：FeiLink

文件操作是 Python 编程中的核心技能之一，无论是日志系统、数据导入、模型训练还是用户配置管理，都离不开文件的读写操作。本章将全面讲解文本与二进制文件的读写方式、编码处理技巧，以及常见错误与调试方法，助你打通 Python 文件操作的任督二脉！

📘 一、文件打开模式详解

Python 使用内置函数 open() 进行文件操作：

open(file, mode='r', encoding=None)

常用 mode 模式如下：

模式	含义
`'r'`	只读模式（默认）
`'w'`	写入模式，文件不存在会创建，存在则清空
`'a'`	追加写入模式
`'rb'`	以二进制方式读取文件
`'wb'`	以二进制方式写入文件
`'r+'`	可读可写，不清空内容

📝 二、读写文本文件

写入文本：

with open("example.txt", "w", encoding="utf-8") as f:
    f.write("Hello, Python!\n")
    f.write("欢迎来到文件世界。")

读取文本：

with open("example.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
    content = f.read()
    print(content)

按行读取：

with open("example.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
    for line in f:
        print(line.strip())

💾 三、操作二进制文件

例如图片、音频、模型文件等，都需要以二进制方式读取：

# 读取二进制文件
with open("image.jpg", "rb") as f:
    data = f.read()

# 写入二进制数据
with open("copy.jpg", "wb") as f:
    f.write(data)

🔁 四、文件的读写组合模式

同时读写一个文件：

with open("data.txt", "r+", encoding="utf-8") as f:
    content = f.read()
    f.write("\n---追加内容---")

注意：r+ 模式不会清空原文件内容，但写入位置取决于当前指针位置。

🧩 五、编码问题详解与解决方案

常见问题：

UnicodeDecodeError: 'gbk' codec can't decode byte ...

正确处理方式：

始终明确指定 encoding：

# 推荐
with open("file.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
    ...

如果不确定文件编码，可以使用 chardet 自动识别：

pip install chardet
import chardet

with open("unknown.txt", "rb") as f:
    result = chardet.detect(f.read(100))
    print(result)

🛠 六、常见错误与调试技巧

错误类型	可能原因	解决方法
`FileNotFoundError`	文件路径错误或文件不存在	检查路径拼写或是否存在
`PermissionError`	没有权限	尝试以管理员运行
`UnicodeDecodeError`	编码不一致	显式指定 encoding
`ValueError: I/O operation on closed file`	操作已关闭的文件对象	使用 `with` 语句管理资源

📦 七、实战项目：日志分析器（文本读写 + 编码处理）

项目背景： 公司服务器每天产生数万条日志，现在要读取这些日志文件，提取出包含 ERROR 的行，并输出到新文件中，供开发排查问题。

def extract_errors(log_file, output_file):
    with open(log_file, "r", encoding="utf-8") as f_in, \
         open(output_file, "w", encoding="utf-8") as f_out:
        for line in f_in:
            if "ERROR" in line:
                f_out.write(line)

extract_errors("server.log", "error_summary.log")

扩展任务（高级功能）：

加入时间过滤（只取今天的错误）
使用正则提取错误代码
输出统计信息：共多少个错误

❌ 错误示例分析：忘记关闭文件

错误示范：

f = open("data.txt", "r")
print(f.read())
# 忘记 f.close()

可能造成：

文件资源未释放
写入内容丢失
文件锁问题

✅ 改进方式：

with open("data.txt", "r") as f:
    print(f.read())

🧠 面试常考点汇总

open() 的默认编码和默认模式是什么？
r+ 和 w+ 的区别？
为什么推荐使用 with open()？
如何处理大文件（比如 10GB 日志）？
文本文件转二进制时需要注意什么？

🚀 拓展建议

使用 pathlib 进行跨平台文件路径处理
使用 csv、json、pickle 等模块进行格式化读写
学习使用 gzip、zipfile 对文件进行压缩与解压

📌 总结

掌握 open() 各种模式的用法是基础
编码问题是文件操作中最常见的“坑”，需特别注意
使用 with open() 是 Pythonic 的推荐方式
实战案例可以极大提升对文件处理的理解和掌握

本文部分内容由 AI 辅助生成，并经人工整理与验证，仅供参考学习，欢迎指出错误与不足之处。