Python教程(18)——python文件操作详解

所谓的文件操作是指对计算机中的文件进行读取、写入、修改和删除等操作。简单来说可以分为以下三个部分：

• 打开文件
• 操作文件
• 关闭文件
  就是这三个简简单单的操作，却在计算机世界占有一席之地。
  打开文件有各种打开模式，各不相同；操作文件，有读写模式；关闭文件就比较简单了。

Python文件操作

基础操作

Python文件操作也是上面那三个步骤，主要包括打开文件、操作文件(读取文件、写入文件)和关闭文件等操作。

1. 打开文件：使用open()函数打开一个文件，需要传入文件名和打开模式（如只读、写入等）。

file = open(file_path, mode)

• file_path表示文件路径，可以是相对路径或绝对路径。
• mode表示打开文件的模式，常见的模式有：
  • 'r'：只读模式（默认）。
  • 'w'：写入模式，会创建文件（如果不存在），覆盖原有内容。
  • 'a'：追加模式，在文件末尾追加内容（如果文件存在）。
  • 'x'：独占创建模式，只能用于新建文件，若文件已存在则报错。
  • 'b'：二进制模式。
  • 't'：文本模式（默认）。
  • '+'：更新读写模式。

2. 读取文件：使用read()方法读取文件内容，可以传入参数指定读取的字符数。

content = file.read()
print(content)

• file.read()读取整个文件的内容。
• file.readline()：读取文件的一行内容。
• file.readlines()读取文件所有行，返回一个包含行内容的列表。

3. 写入文件：使用write()方法将内容写入文件。

file = open("example.txt", "w")
file.write("Hello, World!")

4. 关闭文件：使用close()方法关闭文件。

file.close()

完整的代码示例：

# 打开文件
file = open("example.txt", "r")

# 读取文件内容
content = file.read()
print(content)

# 写入文件
file = open("example.txt", "w")
file.write("Hello, World!")

# 关闭文件
file.close()

在实际使用中，需要注意一定要及时关闭文件，否则会资源浪费。

使用with语句管理文件

在进行文件操作时，使用 with 语句可以自动管理文件的打开和关闭，确保及时释放文件资源。

with open(file_path, mode) as file:
    # 文件操作代码

在 with 语句块中，可以执行文件的读取、写入等操作，当代码块结束时，文件会自动关闭，无需手动调用 file.close() 方法。

处理文件操作的异常

文件操作时可能会发生异常，为了保证代码的稳定性，可以使用 try-except-finally 语句来处理文件操作的异常。

try:
    file = open(file_path, mode)
    # 文件操作代码
except IOError:
    # 异常处理代码
finally:
    file.close()  # 确保关闭文件

使用 try 语句块进行文件操作，如果在操作过程中出现异常，可以通过 except 语句块捕获并处理异常。最后，无论是否发生异常，都会执行 finally 语句块来确保关闭文件。

处理文件路径

os.path 模块提供了一些函数来处理文件路径，包括获取文件名、扩展名、目录名等。

import os

file_name = os.path.basename(file_path)  # 获取文件名
dir_name = os.path.dirname(file_path)  # 获取目录名
split = os.path.split(file_path)  # 拆分目录和文件名
file_extension = os.path.splitext(file_path)[1]  # 获取文件扩展名

通过使用 os.path 模块的函数可以方便地获取文件路径的各个部分，对于处理文件操作时的路径相关需求非常实用。

文本格式和二进制格式

文件操作中，操作的文件对象一般有两种格式，文本格式和二进制格式。

文本格式 (Text Mode)

• 文件以文本格式打开时，默认假设文件内容是可读的文本数据。
• 在文本格式中，读取文件时会将字节数据按照特定的编码方式（如UTF-8）解码成字符串。
• 写入文件时，会将字符串按照特定的编码方式编码为字节数据后存储到文件中。

文本格式通常用于处理文本文件，比如常见的文本文档、CSV文件、JSON文件等。

二进制格式 (Binary Mode)

• 文件以二进制格式打开时，假设文件内容是字节数据，不关心其内容是否可读。
• 在二进制格式中，读取文件时直接返回字节数据，不进行解码转换。
• 写入文件时，将字节数据直接写入到文件中，不进行编码转换。

二进制格式通常用于处理非文本文件，如图像文件、音频文件、视频文件等。

例子说明

假设有一个图片文件 "image.jpg"，我们分别以文本格式和二进制格式打开该文件，来看看它们的区别。

with open('image.jpg', 'r') as file:
    content = file.read()
    print(content)

运行上述代码，会遇到错误，因为我们试图以文本格式打开一个图片文件，而图片文件是二进制数据，不适合以文本格式打开。

with open('image.jpg', 'rb') as file:
    content = file.read()
    print(content)

运行上述代码，可以成功以二进制格式读取图片文件，并打印出包含图片字节数据的内容。

以二进制格式读取图片文件时，我们可以对字节数据进行以下操作，将字节数据保存为另一个图片文件

with open('image.jpg', 'rb') as file:
    content = file.read()
    
with open('new_image.jpg', 'wb') as new_file:
    new_file.write(content)

上述代码将读取的字节数据直接写入一个新的图片文件 "new_image.jpg" 中，实现了将原始图片复制到新文件的操作。

另外还可以对图片进行各种处理。

from PIL import Image

with open('image.jpg', 'rb') as file:
    content = file.read()

image = Image.open(io.BytesIO(content))
# 对图片进行各种处理操作

上面使用Pillow库将读取的字节数据转换成图像对象，然后可以对图像进行各种处理操作，如调整大小、改变颜色等。

所以需要注意的是，如果想读取或操作非文本数据，如图片、音频、视频等，应该使用二进制格式打开文件，以确保正确处理和操作二进制数据。

文件操作的相关函数

在Python当中，文件的操作方法很多。以下是一点整理的一些关于文件的操作的相关函数，这些方法可用于对文件进行各种操作。如果有错误的，欢迎大家指出。

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