Python文件操作指南：从基础到高级

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文件操作是Python编程中的重要组成部分，它允许你与计算机上的文件进行交互，读取、写入、修改和管理文件内容。本文将深入探讨Python中的文件操作，包括文件的打开与关闭、读取和写入文件、文件迭代、异常处理、高级文件操作等方面，以帮助你掌握文件处理的各个方面。

1. 文件操作基础

1.1 打开文件

在Python中，可以使用open()函数来打开文件。该函数接受两个参数：文件名和打开模式（mode）。

# 打开一个名为example.txt的文件以进行读取
file = open("example.txt", "r")
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常见的打开模式包括：

• "r"：读取模式（默认），用于读取文件内容。
• "w"：写入模式，用于创建或覆盖文件内容。
• "a"：追加模式，用于在文件末尾添加内容。
• "b"：二进制模式，用于处理二进制文件（如图片、音频）。
• "x"：独占创建模式，用于创建新文件，如果文件已存在则引发异常。

1.2 关闭文件

在使用完文件后，应该使用close()方法来关闭文件，以释放资源。

file.close()
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1.3 读取文件内容

使用文件对象的read()方法可以读取文件的全部内容，或者使用readline()方法逐行读取文件。

# 读取整个文件内容
content = file.read()

# 逐行读取文件
line = file.readline()
while line:
    print(line)
    line = file.readline()
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2. 文件写入

2.1 写入文件内容

使用文件对象的write()方法可以向文件写入内容。

# 打开文件以进行写入
file = open("output.txt", "w")

# 写入内容
file.write("Hello, World!")

# 关闭文件
file.close()
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2.2 追加文件内容

使用文件对象的write()方法在打开文件时选择追加模式，可以将内容追加到文件末尾。

# 打开文件以进行追加
file = open("output.txt", "a")

# 追加内容
file.write("\nAppended text.")

# 关闭文件
file.close()
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3. 文件迭代

3.1 使用 for 循环逐行读取

Python中的文件对象是可迭代的，你可以使用for循环逐行读取文件内容。

# 打开文件以进行读取
file = open("example.txt", "r")

# 逐行读取文件内容
for line in file:
    print(line)

# 关闭文件
file.close()
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3.2 使用 with 语句

with语句用于创建上下文管理器，自动管理文件的打开和关闭，不需要手动调用close()方法。

with open("example.txt", "r") as file:
    for line in file:
        print(line)
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4. 异常处理

在文件操作中，可能会发生各种异常，如文件不存在、权限错误等。因此，使用异常处理是一个良好的实践。

4.1 文件不存在的处理

在打开文件时，可以使用异常处理来处理文件不存在的情况。

try:
    file = open("nonexistent.txt", "r")
except FileNotFoundError:
    print("文件不存在")
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4.2 使用 try 和 except 处理文件操作异常

在文件操作中，例如读取文件或写入文件，也可以使用try和except块来处理异常。

try:
    file = open("example.txt", "r")
    content = file.read()
except FileNotFoundError:
    print("文件不存在")
except IOError:
    print("文件读取错误")
finally:
    file.close()
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5. 高级文件操作

5.1 使用 with 多文件操作

可以同时处理多个文件，使用多个with语句嵌套。

with open("file1.txt", "r") as file1, open("file2.txt", "r") as file2:
    data1 = file1.read()
    data2 = file2.read()

# 处理两个文件的内容
print(data1)
print(data2)
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5.2 使用 os 模块进行文件操作

os模块提供了许多文件和目录操作的函数，如删除文件、重命名文件、获取文件信息等。

import os

# 删除文件
os.remove("file.txt")

# 重命名文件
os.rename("old_file.txt", "new_file.txt")

# 获取文件信息
file_info = os.stat("file.txt")
print("文件大小：", file_info.st_size, "字节")
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5.3 处理二进制文件

对于二进制文件（如图片、音频文件），使用二进制模式 "rb"（读取）和 "wb"（写入）来处理文件。

with open("image.png", "rb") as binary_file:
    binary_data = binary_file.read()
    
with open("copy_image.png", "wb") as copy_file:
    copy_file.write(binary_data)
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5.4 使用 shutil 模块进行文件操作

shutil模块提供了更高级的文件操作功能，如复制、移动、创建目录等。

import shutil

# 复制文件
shutil.copy("source.txt", "destination.txt")

# 移动文件
shutil.move("file.txt", "new_location/file.txt")

# 创建目录
os.makedirs("new_directory")
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6. 总结

文件操作是Python编程的重要组成部分，本文深入探讨了文件的打开与关闭、读取与写入、文件迭代、异常处理、高级文件操作等各个方面。掌握文件操作技巧将帮助你更有效地管理和处理文件，无论是在数据处理、日志记录、配置文件读取还是其他各种应用场景中。希望这篇文章对你理解和应用Python文件操作提供了全面的指导。文件操作是Python编程中不可或缺的技能，它为你的应用程序提供了强大的文件处理能力。