读写二进制文件：rb 与 wb 模式详解

原创于 2025-08-10 00:15:00 发布 · 912 阅读

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#智能化测试 #人工智能 #python #零基础学Python #开发语言 #职场和发展 #软件开发和测试

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在软件开发与运维领域，文件操作是一项基础且关键的技能。除了常见的文本文件处理，二进制文件的读写因其直接操作原始字节流而尤为重要，广泛应用于图像、音频、视频、序列化数据、加密存储等场景。Python通过open()函数提供了简洁而强大的接口，支持以二进制模式读取和写入文件。本文将深刻解析二进制文件读写中的rb与wb模式，结合底层原理、使用细节、性能考量与实战案例，带领读者全面掌握Python二进制文件处理的精髓与最佳实践。

一、二进制文件与文本文件的本质区别

文本文件：以字符为单位存储数据，受编码影响（如UTF-8、GBK），读取时涉及解码过程，写入时涉及编码。
二进制文件：以字节为单位存储数据，不做编码转换，数据以原始二进制流形式存在，程序按需解析。

因此，二进制文件的读写需要用专门的二进制模式，避免因编码解码导致数据损坏。

二、`rb`模式详解 — 以二进制方式读取文件

1. 含义

r代表读取（read）；
b代表二进制（binary）；
组合rb表示打开文件进行二进制读取。

2. 特点

文件以原始字节流形式被读取，返回值是bytes对象；
不做任何编码转换，保证数据完整性；
支持随机访问，可配合seek()、tell()操作。

3. 示例代码

with open('image.png', 'rb') as f:
    data = f.read()
    print(f"读取了{len(data)}字节的数据")

4. 适用场景

读取图片、音频、视频等多媒体文件；
读取经过序列化的二进制数据；
读取加密或压缩文件。

三、`wb`模式详解 — 以二进制方式写入文件

1. 含义

w代表写入（write）；
b代表二进制（binary）；
组合wb表示打开文件进行二进制写入。

2. 特点

文件被打开进行写操作，若文件已存在则覆盖；
写入的数据必须为bytes类型，否则抛出TypeError；
保证写入内容不经过编码转换，原样写入。

3. 示例代码

data = b'\x89PNG\r\n\x1a\n...'  # PNG文件的二进制头部示例
with open('copy_image.png', 'wb') as f:
    f.write(data)

4. 适用场景

保存图片、音频、视频数据流；
写入序列化后的二进制格式文件；
写入加密数据或压缩包。

四、二进制模式的底层原理及优势

跳过编码/解码：rb和wb模式直接操作字节流，避免了文本模式下的字符编码转换过程，减少误差和性能损耗。
跨平台一致性：二进制模式避免了文本模式下因换行符（如Windows的\r\n与Linux的\n）自动转换导致的数据差异，保证文件内容一致。
支持非文本数据：二进制模式是处理所有非文本数据的唯一正确方式。

五、常见误区与注意事项

问题	解析与建议
在二进制模式下写入字符串	写入操作要求数据为`bytes`，需显式编码，如`"hello".encode()`
在文本模式下读取二进制文件	可能触发解码错误或数据破坏，应使用二进制模式`rb`
忽略文件关闭	即使使用`with`，确保文件资源及时关闭，避免文件锁和资源泄露
跨平台换行符处理	使用二进制模式避免自动转换，确保文件内容统一

六、性能优化与高级技巧

分块读取写入：避免一次性读取大文件导致内存压力，使用固定大小缓冲区循环处理。

chunk_size = 4096
with open('large_video.mp4', 'rb') as src, open('copy_video.mp4', 'wb') as dst:
    while chunk := src.read(chunk_size):
        dst.write(chunk)