python教程：python操作文件及其案例

在 Python 中，文件操作是通过内置的 open() 函数实现的，支持多种模式来读写文件，包括文本文件和二进制文件。Python 提供了丰富的文件操作方法，能够方便地进行文件的读取、写入、关闭等操作。

文件操作的基本步骤

1. 打开文件：使用 open() 函数。
2. 读写文件：根据需要进行文件的读或写操作。
3. 关闭文件：使用 close() 方法或 with 语句块自动关闭文件。

open() 函数

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

• file：要打开的文件名（包括路径）。
• mode：指定打开文件的模式，常见模式包括：
  • 'r'：只读模式（默认），文件必须存在。
  • 'w'：写入模式，会先清空文件内容，文件不存在则创建。
  • 'a'：追加模式，在文件末尾添加内容，文件不存在则创建。
  • 'b'：二进制模式，适用于处理非文本文件。
  • 't'：文本模式（默认），处理文本文件。
  • 'x'：写入模式，文件必须不存在，否则抛出异常。
• encoding：指定文件编码，常用于读取或写入文本文件时指定编码，如 utf-8。

常见的文件操作方法

• read(size)：读取指定字节数的数据，如果不指定 size，则读取整个文件。
• readline()：按行读取文件内容，返回文件的一行。
• readlines()：读取文件的所有行并返回一个列表，每一行为一个元素。
• write(string)：将字符串写入文件。
• writelines(list)：将多个字符串写入文件，参数是字符串列表。
• close()：关闭文件，释放资源。
• seek(offset, from)：移动文件指针到指定位置。
• tell()：返回文件指针当前位置。

1. 文件读取的基本示例

示例：读取整个文件内容

# 使用 'r' 模式打开文件，表示只读模式
file = open("example.txt", "r", encoding="utf-8")

# 读取整个文件内容
content = file.read()
print(content)

# 关闭文件
file.close()

示例：按行读取文件

# 使用 'r' 模式按行读取文件内容
file = open("example.txt", "r", encoding="utf-8")

# 按行读取文件内容
for line in file:
    print(line.strip())  # 使用 strip() 去除换行符

# 关闭文件
file.close()

示例：使用 readline() 方法按行读取

file = open("example.txt", "r", encoding="utf-8")

# 读取一行内容
line1 = file.readline()
print(line1.strip())

# 读取下一行内容
line2 = file.readline()
print(line2.strip())

file.close()

示例：使用 readlines() 读取文件的所有行

file = open("example.txt", "r", encoding="utf-8")

# 读取文件的所有行，返回一个列表
lines = file.readlines()
for line in lines:
    print(line.strip())

file.close()

2. 文件写入的基本示例

示例：写入文件

# 使用 'w' 模式打开文件（写模式），如果文件不存在会创建新文件
file = open("output.txt", "w", encoding="utf-8")

# 写入单行内容
file.write("Hello, World!\n")

# 写入多行内容
lines = ["Line 1\n", "Line 2\n", "Line 3\n"]
file.writelines(lines)

file.close()

示例：追加写入文件

# 使用 'a' 模式打开文件（追加模式），不会清空文件内容
file = open("output.txt", "a", encoding="utf-8")

# 追加内容
file.write("This is an appended line.\n")

file.close()

3. 使用 with 语句块自动管理文件

在 Python 中，with 语句块提供了更安全和简洁的方式来处理文件。在 with 语句块中打开的文件，在块结束时会自动关闭，无需显式调用 close()。

示例：使用 with 语句读取文件

# 使用 with 自动关闭文件
with open("example.txt", "r", encoding="utf-8") as file:
    content = file.read()
    print(content)

示例：使用 with 语句写入文件

# 使用 with 自动关闭文件
with open("output.txt", "w", encoding="utf-8") as file:
    file.write("This is written using 'with' block.\n")

4. 读写二进制文件

在处理图片、音频、视频等非文本文件时，需要使用二进制模式打开文件。二进制模式使用 'b' 来标记。

示例：读取二进制文件（如图片）

# 使用 'rb' 模式打开二进制文件
with open("example_image.png", "rb") as file:
    binary_content = file.read()

# 打印文件的前 20 个字节
print(binary_content[:20])

示例：写入二进制文件

# 使用 'wb' 模式写入二进制文件
with open("output_image.png", "wb") as file:
    file.write(binary_content)

5. 文件指针操作

文件指针用于指定文件读取或写入的当前位置，通常在需要跳过部分文件内容时使用。seek() 和 tell() 方法用于控制文件指针。

• seek(offset, from)：移动文件指针到指定位置。
  • offset：偏移量。
  • from：参考位置，0 表示文件开头，1 表示当前位置，2 表示文件末尾。
• tell()：返回文件指针当前的位置。

示例：文件指针操作

with open("example.txt", "r", encoding="utf-8") as file:
    print(file.read(5))  # 读取前 5 个字符
    print(file.tell())  # 返回文件指针当前位置（5）
    
    file.seek(0)  # 将文件指针移回文件开头
    print(file.read(5))  # 再次读取前 5 个字符

6. 文件的异常处理

在文件操作过程中可能会遇到文件不存在或读写失败等问题。可以使用 try...except 块来处理异常。

示例：处理文件打开异常

try:
    with open("nonexistent_file.txt", "r", encoding="utf-8") as file:
        content = file.read()
except FileNotFoundError:
    print("File not found!")
except IOError:
    print("Error while reading the file!")

总结

• 读取文件：可以使用 read() 读取整个文件内容，readline() 按行读取，或者 readlines() 读取文件的所有行并返回列表。
• 写入文件：使用 write() 写入内容，或者使用 writelines() 写入多个字符串。
• 文件模式：通过 open() 函数指定文件模式，常见模式包括 'r'、'w'、'a'、'b'、't'。
• 文件指针：可以使用 seek() 和 tell() 控制文件指针的位置。
• 异常处理：通过 try...except 块处理文件操作中的异常情况。

通过这些方法，Python 提供了强大的文件操作能力，使得处理文件变得非常方便。