Python 文件读写

1. 基础文件操作

主要是指：打开、读取、写入和关闭

Python 使用内置的open()函数来操作文件。文件操作通常包括打开、读写和关闭三个步骤。以下是一个简单的文本文件读写示例。

# 写入文本文件
with open('example.txt', 'w') as file:
    file.write('你好，世界！\n')
    file.write('这是第二行内容。')

# 读取文本文件
with open('example.txt', 'r') as file:
    content = file.read()
    print(content)

• open(file, mode)：file是文件路径，mode指定操作模式（如'r'读、'w'写、'a'追加）。
• with语句：自动关闭文件，避免资源泄漏，推荐使用，不使用 with 的话需要手动 file.close() 文件。

输出结果：

你好，世界！
这是第二行内容。

2. 文件操作模式

文件操作模式决定文件的读写方式和处理类型。常用模式包括：

示例：追加内容到文件。

with open('example.txt', 'a') as file:
    file.write('\n追加一行新内容。')

with open('example.txt', 'r') as file:
    print(file.read())

输出：

你好，世界！
这是第二行内容。
追加一行新内容。

3. 读取文件内容的多种方式

Python 提供多种方法读取文件，适合不同场景。

# 一次性读取整个文件
with open('example.txt', 'r') as file:
    content = file.read()
    print('整个文件内容：')
    print(content)

# 按行读取为列表
with open('example.txt', 'r') as file:
    lines = file.readlines()
    print('按行列表：')
    print(lines)

# 逐行读取
with open('example.txt', 'r') as file:
    print('逐行读取：')
    for line in file:
        print(line.strip())  # strip()移除换行符

• file.read()：读取整个文件为字符串，适合小文件。
• file.readlines()：返回包含所有行的列表，适合需要处理每行的场景。
• for line in file：逐行迭代，适合大文件，内存效率高。

4. 字符编码问题

文件操作常涉及字符编码，尤其是处理中文等非ASCII字符。Python默认使用系统编码（如Windows上可能是gbk，Linux上是utf-8）。若编码不匹配，可能导致UnicodeDecodeError。

4.1 指定编码打开文件

使用encoding参数明确指定编码。UTF-8是推荐的通用编码。

# 写入文件，指定UTF-8编码
with open('chinese.txt', 'w', encoding='utf-8') as file:
    file.write('你好，欢迎学习Python文件操作！')

# 读取文件，指定UTF-8编码
with open('chinese.txt', 'r', encoding='utf-8') as file:
    print(file.read())

输出：

你好，欢迎学习Python文件操作！

4.2 处理编码错误

若文件编码未知或不匹配，可使用errors参数处理错误。

# 忽略解码错误
with open('chinese.txt', 'r', encoding='ascii', errors='ignore') as file:
    print(file.read())  # 忽略无法解码的字符

# 替换解码错误
with open('chinese.txt', 'r', encoding='ascii', errors='replace') as file:
    print(file.read())  # 用�替换无法解码的字符

• errors='ignore'：忽略无法解码的字符。
• errors='replace'：用占位符（如�）替换无法解码的字符。

4.3 检测文件编码

可以使用chardet或charset-normalizer库检测文件编码。

import charset_normalizer

# 检测文件编码
with open('chinese.txt', 'rb') as file:
    result = charset_normalizer.detect(file.read())
    print(result)  # 输出编码信息，如{'encoding': 'utf-8', ...}

5. 二进制文件操作

二进制文件（如图片、视频）需要使用二进制模式（rb、wb等）。二进制模式不涉及字符编码，直接操作字节。

# 复制图片文件
with open('input.jpg', 'rb') as source:
    data = source.read()

with open('output.jpg', 'wb') as destination:
    destination.write(data)

• 二进制模式适合非文本文件，如图片、音频、视频或压缩文件。
• 使用rb和wb模式，避免字符编码问题。

6. 处理大文件

对于大文件，逐行或分块读取可避免内存溢出。

6.1 逐行读取大文本文件

with open('large_file.txt', 'r', encoding='utf-8') as file:
    for line in file:
        print(line.strip())  # 处理每行

6.2 分块读取二进制文件

chunk_size = 1024  # 每次读取1KB
with open('large_file.bin', 'rb') as source:
    with open('copy_file.bin', 'wb') as destination:
        while True:
            chunk = source.read(chunk_size)
            if not chunk:
                break
            destination.write(chunk)

• read(chunk_size)：每次读取指定字节数，适合大文件复制或处理。

7. 文件路径与跨平台兼容性

文件路径在不同操作系统中可能不同（Windows用\，Linux/Mac用/）。使用os或pathlib模块处理路径更可靠。

import os

# 跨平台路径
file_path = os.path.join('data', 'example.txt')

# 写入文件
with open(file_path, 'w', encoding='utf-8') as file:
    file.write('跨平台路径示例')

# 使用pathlib
from pathlib import Path
path = Path('data') / 'example.txt'
with path.open('r', encoding='utf-8') as file:
    print(file.read())

• os.path.join：生成跨平台兼容的路径。
• pathlib.Path：更现代的方式，推荐使用。

8. 异常处理

文件操作可能抛出异常，如文件不存在、权限不足等。使用try-except捕获异常。

try:
    with open('non_existent.txt', 'r', encoding='utf-8') as file:
        print(file.read())
except FileNotFoundError:
    print('文件不存在！')
except PermissionError:
    print('没有权限访问文件！')
except UnicodeDecodeError:
    print('文件编码错误！')

常见异常：

• FileNotFoundError：文件不存在。
• PermissionError：无权限操作文件。
• UnicodeDecodeError：编码不匹配。

9. 最佳实践

1. 始终使用with语句：自动关闭文件，防止资源泄漏。
2. 明确指定编码：文本文件操作时，推荐encoding='utf-8'。
3. 处理大文件：使用逐行或分块读取，避免内存问题。
4. 异常处理：捕获可能出现的错误，提供用户友好的提示。
5. 跨平台路径：使用os.path或pathlib处理文件路径。