文件读写操作

Python提供了多种方式来处理文件的读写操作。这些操作包括打开文件、读取内容、写入内容以及关闭文件。以下是对Python文件读写操作的详细解释和代码示例。

打开文件

在Python中，使用open()函数来打开文件。这个函数返回一个文件对象，通过这个对象可以进行文件的读写操作。

# 打开文件用于读取，如果文件不存在，则会报错
with open('example.txt', 'r') as file:
    contents = file.read()
    print(contents)

读取文件

文件读取可以通过几种不同的方法来完成：

1. read(size)

读取文件至末尾，或者读取size个字符。如果不指定size，则读取整个文件。

with open('example.txt', 'r') as file:
    content = file.read()  # 读取整个文件

2. readline(size)

读取文件的一行，或者size个字符。如果不指定size，则读取整行。

with open('example.txt', 'r') as file:
    line = file.readline()  # 读取第一行

3. readlines(sizehint)

读取所有行，返回一个列表，其中每个元素是一行的内容。可选参数sizehint用于优化内存使用。

with open('example.txt', 'r') as file:
    lines = file.readlines()  # 读取所有行到列表

写入文件

文件写入同样可以通过几种方法来完成：

1. write(string)

将字符串写入文件。如果文件打开模式是'w'或'a'，写入会在文件末尾追加内容。

with open('example.txt', 'w') as file:
    file.write("Hello, World!\n")

2. writelines(sequence)

将序列中的多个字符串写入文件。序列应该是一个字符串列表。

with open('example.txt', 'w') as file:
    lines = ["Hello, World!\n", "This is another line.\n"]
    file.writelines(lines)

二进制文件操作

对于二进制文件，如图片、视频等，使用'b'模式来读写。

1. 读取二进制文件

with open('image.png', 'rb') as file:
    binary_data = file.read()
    # 处理二进制数据

2. 写入二进制文件

with open('image.png', 'wb') as file:
    binary_data = b'\x89PNG\r\n\x1a\n'
    file.write(binary_data)

文件指针和定位

文件指针用于标记文件中的一个特定位置。默认情况下，文件指针位于文件开头。可以使用seek(offset, whence)方法来移动文件指针。

• offset：移动的字节数。
• whence：可选参数，指定文件指针的起始位置，0为文件开头，1为当前位置，2为文件末尾。

with open('example.txt', 'r+') as file:
    file.seek(0, 2)  # 移动到文件末尾
    file.write("New line at the end.\n")

缓冲和刷新

Python的文件操作是带缓冲的，这意味着写入操作可能不会立即写入到文件中，而是存储在内存中，然后在适当的时候一起写入。可以使用flush()方法来强制清空缓冲区。

with open('example.txt', 'w') as file:
    file.write("Hello, ")
    file.flush()  # 强制写入到文件
    file.write("World!\n")

错误处理

在文件操作中，可能会遇到各种错误，如文件不存在、权限问题等。可以使用try...except语句来捕获和处理这些异常。

try:
    with open('non_existent_file.txt', 'r') as file:
        content = file.read()
except FileNotFoundError:
    print("File not found.")
except IOError:
    print("An I/O error occurred.")
except Exception as e:
    print(f"An unexpected error occurred: {e}")

编码和解码

当处理文本文件时，需要考虑文件的编码。Python 3默认使用UTF-8编码。

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

# 以UTF-8编码写入文件
with open('example.txt', 'w', encoding='utf-8') as file:
    file.write("Hello, World!\n")

读取和写入大文件

对于大文件，一次性读取或写入可能会消耗大量内存。可以采用分块读取或写入的方式来处理。

# 分块读取大文件
chunk_size = 1024  # 1KB
with open('large_file.txt', 'r') as file:
    while True:
        chunk = file.read(chunk_size)
        if not chunk:
            break
        # 处理每个块

# 分块写入大文件
with open('large_file.txt', 'w') as file:
    for i in range(0, 10000):
        file.write(f"This is line {i}\n")
        if i % chunk_size == 0:
            file.flush()  # 定期刷新缓冲区

使用os和shutil模块

除了基本的文件操作，Python还提供了os和shutil模块来处理文件和目录。

import os


# 使用os模块删除文件
os.remove('file_to_delete.txt')

# 使用os模块列出目录内容
with os.scandir('directory') as entries:
    for entry in entries:
        print(entry.name)

shutil详解

Python的shutil模块提供了许多用于文件和目录操作的高级函数，这些函数使得文件的复制、移动、删除等操作变得更加简单和高效。以下是shutil模块的详细解释和代码示例。

1. 复制文件和目录

shutil.copy(src, dst)

复制文件src到dst。

代码示例：

import shutil
shutil.copy('source_file.txt', 'destination_file.txt')

shutil.copy2(src, dst)

复制文件src到dst，同时尝试保留文件的元数据。

代码示例：

import shutil
shutil.copy2('source_file.txt', 'destination_file.txt')

shutil.copyfile(src, dst)

复制文件src的内容到dst。

代码示例：

import shutil
shutil.copyfile('source_file.txt', 'destination_file.txt')

shutil.copytree(src, dst, symlinks=False, ignore=None)

递归地复制整个目录结构。

代码示例：

import shutil
shutil.copytree('source_directory', 'destination_directory')

2. 删除文件和目录

shutil.rmtree(path, ignore_errors=False, onerror=None)

递归地删除目录及其内容。

代码示例：

import shutil
shutil.rmtree('directory_to_delete')

shutil.remove(file)

删除指定路径的文件。

代码示例：

import shutil
shutil.remove('file_to_delete.txt')

3. 移动和重命名

shutil.move(src, dst)

移动文件或目录，可以用于重命名文件或将文件或目录从一个位置移动到另一个位置。

代码示例：

import shutil
shutil.move('source_file.txt', 'destination_file.txt')

4. 打包与解包

shutil.make_archive(base_name, format, root_dir=None, base_dir=None, verbose=0, dry_run=0, owner=None, group=None, logger=None)

创建压缩包并返回文件路径。

代码示例：

import shutil
shutil.make_archive('archive_name', 'zip', 'source_directory')

shutil.unpack_archive(filename, extract_dir='', format=None)

解包归档文件。

代码示例：

import shutil
shutil.unpack_archive('archive_name.zip', 'destination_directory')

5. 高级文件操作

shutil.copyfileobj(fsrc, fdst, length=161024)

复制对象fsrc的内容到fdst。

代码示例：

import shutil
with open('source_file.txt', 'rb') as fsrc, open('destination_file.txt', 'wb') as fdst:
    shutil.copyfileobj(fsrc, fdst)

shutil.copymode(src, dst)

复制文件src的权限到dst。

代码示例：

import shutil
shutil.copymode('source_file.txt', 'destination_file.txt')

shutil.copystat(src, dst)

复制文件src的元数据到dst。

代码示例：

import shutil
shutil.copystat('source_file.txt', 'destination_file.txt')

6. 错误处理

在使用shutil模块时，可能会遇到各种错误，如文件不存在、权限问题等。可以使用try...except语句来捕获和处理这些异常。

代码示例：

import shutil
try:
    shutil.copy('non_existent_file.txt', 'destination_file.txt')
except FileNotFoundError:
    print("Source file not found.")

shutil模块提供了许多实用的文件和目录操作功能，在实际开发过程中，熟练掌握shutil模块的使用将大大提高工作效率。

总结

文件读写是Python中一项基础而重要的操作。通过open()函数和文件对象的方法，我们可以轻松地读取和写入文件。了解文件的打开模式、读取和写入方法、文件指针操作、错误处理以及编码问题，对于进行高效的文件操作至关重要。

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