如何在Python中读写文件

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翻译更新 3 几周前

学习如何在Python中读写文件对于任何程序员来说都是一项基本技能。文件包含的数据可以由程序读取或修改并保存以供以后使用。在Python中，文件处理简单直观。本指南将介绍如何使用内置的open函数进行文件处理的基本和高级概念。我们将探索不同的文件模式、错误处理和各种常见的使用情景。

理解文件操作

在深入了解Python中的文件操作之前，重要的是要理解读取和写入文件的含义。

读取文件表示访问存储在文件中的数据。当您想在程序中使用文件中的数据时，您会读取文件。
写入文件表示向文件添加新数据或修改现有数据。当您想将程序中的数据输出并保存到磁盘时，就会进行写入操作。

打开文件

要在Python中读写文件，您必须首先打开它。Python有一个内置的open函数。这个函数打开一个文件，返回一个文件对象。open函数的语法是：

file_object = open(filename, mode)

这里，filename是要打开的文件的名称，mode表示打开文件的目的。

文件模式

文件模式决定了文件打开后将如何使用。以下是一些常见的文件模式：

'r'：读取模式是默认模式。它只打开文件进行读取。
'w'：写入模式打开文件进行写入。如果文件不存在，则创建一个新文件。如果文件已经存在，则截断（清空）它。
'a'：追加模式打开文件仅进行写入，但不会截断文件。数据会被附加在末尾。
'b'：二进制模式用于文件是二进制格式时，这对图像等文件很有用。
't'：文本模式用于文本文件，是默认模式。
'x'：独占创建模式。这允许您创建一个新文件，如果文件已存在则会失败。
'+'：这种模式允许您同时读取和写入文件。

从文件读取

一旦文件以适当的模式打开，您可以使用read()、readline()和readlines()等方法读取其内容。

使用`read()`方法

read()方法读取文件的全部内容并将其作为字符串返回。

# 在读取模式下打开文件 file_object = open("example.txt", "r") # 读取所有内容 content = file_object.read() # 打印内容 print(content) # 关闭文件 file_object.close()

使用`readline()`方法

readline()方法读取文件的一行并将其作为字符串返回。

# 打开文件 file_object = open("example.txt", "r") # 读取第一行 first_line = file_object.readline() # 打印第一行 print(first_line) # 关闭文件 file_object.close()

使用`readlines()`方法

此方法读取文件中的所有行并将其作为字符串列表返回。每个字符串代表文件中的一行。

# 打开文件 file_object = open("example.txt", "r") # 读取所有行 lines = file_object.readlines() # 打印所有行 for line in lines: print(line) # 关闭文件 file_object.close()

写入文件

要向文件写入数据，您必须以写入模式（'w'、'a'或'x'）之一打开它。 write()和writelines()方法用于向文件写入数据。

使用`write()`方法

write()方法将单个字符串写入文件。

# 以写入模式打开文件 file_object = open("example.txt", "w") # 向文件写入数据 file_object.write("这是一段示例文本。") # 关闭文件 file_object.close()

使用`writelines()`方法

writelines()方法将字符串列表写入文件。

# 以追加模式打开文件 file_object = open("example.txt", "a") # 字符串列表 lines = ["第一行\n", "第二行\n", "第三行\n"] # 将行写入文件 file_object.writelines(lines) # 关闭文件 file_object.close()

关闭文件

使用完文件后，重要的是要关闭它。close()方法用于这个目的。它释放文件所使用的资源。

# 正确关闭文件 file_object.close()

您还可以使用with语句打开文件。这种方式确保即使发生异常，也会自动关闭文件。以下是一个示例：

with open("example.txt", "r") as file_object: content = file_object.read() print(content) # 不需要显式关闭文件

处理文件异常

在处理文件时，可能会发生错误。优雅地处理这些错误可以提高程序的健壮性。Python提供了一种机制来使用try和except语句处理此类异常。

try: with open("example.txt", "r") as file_object: content = file_object.read() print(content) except FileNotFoundError: print("文件不存在。") except IOError: print("访问文件时发生错误。")

在此示例中，如果文件不存在或无法访问，则会显示一条消息，程序继续执行而不会崩溃。

处理不同类型的文件

使用Python，您可以处理包括文本文件、二进制文件等在内的不同类型的文件。根据文件类型，方法可能会略有不同：

二进制文件

二进制文件以二进制格式包含数据。要处理二进制文件，请通过在文件名后添加“b”以二进制模式打开它们（例如，'rb'表示二进制读取模式）。

with open("image.jpg", "rb") as file_object: content = file_object.read() # 处理二进制内容

CSV文件

CSV（逗号分隔值）文件用于存储表格数据。Python提供csv模块来处理CSV文件。

import csv # 读取CSV with open("data.csv", "r") as file_object: csv_reader = csv.reader(file_object) for row in csv_reader: print(row) # 写入CSV with open("output.csv", "w", newline='') as file_object: csv_writer = csv.writer(file_object) csv_writer.writerow(["Header1", "Header2"]) csv_writer.writerow(["Value1", "Value2"])

JSON文件

JSON（JavaScript对象表示法）是一种用于存储和交换数据的流行格式。Python的json模块使JSON文件处理变得简单。

import json # 读取JSON with open("data.json", "r") as file_object: data = json.load(file_object) print(data) # 写入JSON with open("output.json", "w") as file_object: json.dump({"key": "value"}, file_object)

高级文件操作

搜索和递归

seek()方法改变文件对象的位置，使您可以转到文件中的不同位置。

# 使用seek更改文件位置 with open("example.txt", "r") as file_object: file_object.seek(5) content = file_object.read() print(content)

您还可以使用文件对象作为迭代器来遍历文件中的每一行。

with open("example.txt", "r") as file_object: for line in file_object: print(line)

总结

处理Python中的文件是一项基本技能，使程序员能够有效地存储、检索和操作数据。本指南涵盖了文件读取和写入的基础知识，探索了各种文件模式，并展示了如何处理异常。此外，它提供了处理各种文件类型（如文本、二进制、CSV和JSON文件）的方法。使用这些工具，您可以有效地管理Python程序中的文件，确保数据被正确、安全地处理。

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