Python学习--文件基本操作详解

# 文件操作三步曲# 1. 打开文件file = open("example.txt", "r")# 2. 操作文件（读或写）content = file.read()# 3. 关闭文件file.close()

# 基本语法file_object = open(file, mode='r', encoding=None)# 参数说明：# file: 文件路径（字符串）# mode: 打开模式（默认 'r' 只读）# encoding: 编码方式（推荐使用 'utf-8'）

# 只读模式（文本）file = open("data.txt", "r", encoding="utf-8")# 写入模式（会覆盖原有内容）file = open("data.txt", "w", encoding="utf-8")# 追加模式（在末尾添加）file = open("data.txt", "a", encoding="utf-8")# 读写模式file = open("data.txt", "r+", encoding="utf-8")# 二进制读取模式（用于图片、视频等）file = open("image.jpg", "rb")# 二进制写入模式file = open("image_copy.jpg", "wb")# 独占创建模式（文件已存在会报错）file = open("new.txt", "x", encoding="utf-8")

# 打开文件file = open("data.txt", "r", encoding="utf-8")# 读取内容content = file.read()# 关闭文件file.close()# 关闭后不能再操作文件# file.read()  # ValueError: I/O operation on closed file

# with 语句会自动关闭文件，即使发生异常也会关闭with open("data.txt", "r", encoding="utf-8") as file:    content = file.read()    print(content)# 退出 with 块后，文件自动关闭# 同时打开多个文件with open("source.txt", "r") as source, open("dest.txt", "w") as dest:    dest.write(source.read())

# 读取整个文件with open("data.txt", "r", encoding="utf-8") as file:    content = file.read()    print(f"文件内容:\n{content}")# 读取指定字节数with open("data.txt", "r", encoding="utf-8") as file:    # 读取前10个字符    partial = file.read(10)    print(f"前10个字符: {partial}")    # 继续读取剩下的    remaining = file.read()    print(f"剩余内容: {remaining}")

# 读取一行withopen("data.txt", "r", encoding="utf-8") asfile:    line = file.readline()    print(f"第一行: {line}")    line2 = file.readline()    print(f"第二行: {line2}")# 逐行读取全部内容withopen("data.txt", "r", encoding="utf-8") asfile:    line = file.readline()    while line:        print(f"行: {line.strip()}")        line = file.readline()

# 一次性读取所有行with open("data.txt", "r", encoding="utf-8") as file:    lines = file.readlines()    print(f"共 {len(lines)} 行")    for i, line in enumerate(lines, 1):        print(f"{i}: {line.strip()}")# 注意：readlines() 会包含换行符# 可以使用 strip() 去除换行符

# 最推荐的方式：直接遍历文件对象with open("data.txt", "r", encoding="utf-8") as file:    for line in file:        print(line.strip())        # 处理每一行# 这种方式内存效率最高，适合大文件

# 写入字符串withopen("output.txt", "w", encoding="utf-8") asfile:    file.write("Hello, World!\n")    file.write("这是第二行\n")# 注意：write() 不会自动添加换行符，需要手动添加 \n

# 写入多行lines = ["第一行\n", "第二行\n", "第三行\n"]withopen("output.txt", "w", encoding="utf-8") asfile:    file.writelines(lines)# 注意：writelines() 不会自动添加换行符# 需要确保每个字符串末尾包含 \n

# 追加模式（不覆盖原有内容）withopen("output.txt", "a", encoding="utf-8") asfile:    file.write("这是追加的内容\n")# 多次执行会不断追加内容

with open("data.txt", "r", encoding="utf-8") as file:    print(f"初始位置: {file.tell()}")  # 0    content = file.read(5)    print(f"读取5个字符后: {file.tell()}")    content = file.read(3)    print(f"再读取3个字符后: {file.tell()}")

with open("data.txt", "r", encoding="utf-8") as file:    # 移动到第10个字节    file.seek(10)    print(f"位置: {file.tell()}")    # 从当前位置移动5个字节    file.seek(5, 1)  # 1 表示相对当前位置    print(f"位置: {file.tell()}")    # 从文件末尾移动    file.seek(-10, 2)  # 2 表示从文件末尾    print(f"位置: {file.tell()}")# seek() 参数说明：# seek(offset, whence)# whence: 0-文件开头（默认），1-当前位置，2-文件末尾

# 写入二进制数据data = b'Hello, Binary World!'with open("binary.bin", "wb") as file:    file.write(data)# 读取二进制文件with open("binary.bin", "rb") as file:    content = file.read()    print(f"二进制内容: {content}")    print(f"解码后: {content.decode('utf-8')}")# 处理图片文件with open("image.jpg", "rb") as source:    image_data = source.read()with open("image_copy.jpg", "wb") as dest:    dest.write(image_data)

import struct# 打包数据为二进制withopen("data.bin", "wb") asfile:    # 写入整数、浮点数、字符串    file.write(struct.pack('i', 42))           # 4字节整数    file.write(struct.pack('f', 3.14159))      # 4字节浮点数    file.write(struct.pack('10s', b'Python'))  # 10字节字符串# 读取二进制数据with open("data.bin", "rb") as file:    number = struct.unpack('i', file.read(4))[0]    pi = struct.unpack('f', file.read(4))[0]    text = struct.unpack('10s', file.read(10))[0].decode().strip('\x00')    print(f"整数: {number}")    print(f"浮点数: {pi}")    print(f"字符串: {text}")

def copy_file(source_path, dest_path, chunk_size=8192):    """    复制文件（支持大文件）    Args:        source_path: 源文件路径        dest_path: 目标文件路径        chunk_size: 每次读取的块大小（字节）    """    with open(source_path, 'rb') as source:        with open(dest_path, 'wb') as dest:            while True:                chunk = source.read(chunk_size)                if not chunk:                    break                dest.write(chunk)    print(f"文件复制完成: {source_path} -> {dest_path}")# 使用示例# copy_file("source.txt", "destination.txt")

def analyze_text_file(file_path):    """    分析文本文件，统计行数、单词数、字符数    """    line_count = 0    word_count = 0    char_count = 0    with open(file_path, 'r', encoding='utf-8') as file:        for line in file:            line_count += 1            char_count += len(line)            word_count += len(line.split())    print(f"文件: {file_path}")    print(f"行数: {line_count}")    print(f"单词数: {word_count}")    print(f"字符数: {char_count}")    return {        'lines': line_count,        'words': word_count,        'characters': char_count    }# 使用示例# stats = analyze_text_file("data.txt")

def find_and_replace(file_path, search_text, replace_text):    """    在文件中查找并替换文本    """    # 先读取全部内容    with open(file_path, 'r', encoding='utf-8') as file:        content = file.read()    # 执行替换    new_content = content.replace(search_text, replace_text)    # 写回文件    if new_content != content:        with open(file_path, 'w', encoding='utf-8') as file:            file.write(new_content)        print(f"已替换 '{search_text}' -> '{replace_text}'")        return True    else:        print(f"未找到 '{search_text}'")        return False# 使用示例# find_and_replace("config.txt", "localhost", "127.0.0.1")

def process_large_file(file_path, processor_func):    """    逐行处理大文件（内存友好）    Args:        file_path: 文件路径        processor_func: 处理每一行的函数    """    processed_count = 0    error_count = 0    with open(file_path, 'r', encoding='utf-8') as file:        for line_num, line in enumerate(file, 1):            try:                result = processor_func(line.strip())                if result:                    processed_count += 1                # 每处理1000行显示进度                if line_num % 1000 == 0:                    print(f"已处理 {line_num} 行...")            except Exception as e:                error_count += 1                print(f"第 {line_num} 行处理错误: {e}")    print(f"\n处理完成!")    print(f"总行数: {line_num}")    print(f"成功处理: {processed_count}")    print(f"错误数: {error_count}")# 使用示例# def process_line(line):#     # 处理每一行#     if line:#         return line.upper()#     return None# # process_large_file("large_data.txt", process_line)

import csvdef read_csv_file(file_path):    """    读取 CSV 文件    """    data = []    with open(file_path, 'r', encoding='utf-8') as file:        # 使用 csv.reader        reader = csv.reader(file)        headers = next(reader)  # 读取表头        print(f"列名: {headers}")        for row in reader:            data.append(row)    print(f"共读取 {len(data)} 行数据")    return datadef write_csv_file(file_path, headers, data):    """    写入 CSV 文件    """    with open(file_path, 'w', encoding='utf-8', newline='') as file:        writer = csv.writer(file)        writer.writerow(headers)        writer.writerows(data)    print(f"已写入 {len(data)} 行数据到 {file_path}")def dict_csv_file(file_path):    """    使用字典方式处理 CSV    """    with open(file_path, 'r', encoding='utf-8') as file:        reader = csv.DictReader(file)        for row in reader:            print(f"行数据: {row}")# 使用示例# data = [#     ['Alice', 25, 'Engineer'],#     ['Bob', 30, 'Designer'],#     ['Charlie', 35, 'Manager']# ]# write_csv_file("employees.csv", ['Name', 'Age', 'Job'], data)# read_csv_file("employees.csv")

import jsondef save_json(file_path, data):    """    保存数据为 JSON 文件    """    with open(file_path, 'w', encoding='utf-8') as file:        json.dump(data, file, ensure_ascii=False, indent=2)    print(f"已保存到 {file_path}")def load_json(file_path):    """    加载 JSON 文件    """    with open(file_path, 'r', encoding='utf-8') as file:        data = json.load(file)    print(f"已加载 {file_path}")    return datadef append_json(file_path, new_data):    """    追加数据到 JSON 文件（如果文件存在）    """    try:        # 读取现有数据        existing_data = load_json(file_path)    except FileNotFoundError:        existing_data = []    # 追加新数据    if isinstance(existing_data, list):        existing_data.append(new_data)    else:        existing_data = [existing_data, new_data]    # 保存    save_json(file_path, existing_data)# 使用示例# config = {#     "name": "MyApp",#     "version": "1.0.0",#     "debug": True,#     "database": {#         "host": "localhost",#         "port": 3306#     }# }# save_json("config.json", config)# loaded = load_json("config.json")

def safe_file_operation():    """安全的文件操作，处理常见异常"""    try:        with open("nonexistent.txt", "r", encoding="utf-8") as file:            content = file.read()    except FileNotFoundError as e:        print(f"文件不存在: {e}")    except PermissionError as e:        print(f"权限不足: {e}")    except UnicodeDecodeError as e:        print(f"编码错误: {e}")    except IOError as e:        print(f"I/O 错误: {e}")    except Exception as e:        print(f"其他错误: {e}")    else:        print("文件读取成功")    finally:        print("文件操作完成")# 带重试的文件操作import timedef retry_file_operation(file_path, max_retries=3):    """重试文件操作"""    for attempt in range(max_retries):        try:            with open(file_path, 'r', encoding='utf-8') as file:                return file.read()        except FileNotFoundError as e:            if attempt == max_retries - 1:                raise            print(f"文件不存在，等待后重试... ({attempt + 1}/{max_retries})")            time.sleep(1)        except PermissionError as e:            if attempt == max_retries - 1:                raise            print(f"权限不足，等待后重试... ({attempt + 1}/{max_retries})")            time.sleep(2)    return None

# 1. 始终使用 with 语句with open("file.txt", "r") as f:    content = f.read()    # 自动关闭文件# 2. 指定编码（特别是文本文件）with open("file.txt", "r", encoding="utf-8") as f:    content = f.read()# 3. 处理大文件时逐行处理with open("large.txt", "r") as f:    for line in f:        process(line)  # 内存友好# 4. 使用异常处理try:    with open("file.txt", "r") as f:        content = f.read()except FileNotFoundError:    print("文件不存在")# 5. 使用路径库处理路径from pathlib import Pathfile_path = Path("data") / "config.txt"with open(file_path, "r") as f:    content = f.read()