Python文件处理实战

学习目标

通过本课程的学习，学员将掌握如何在Python中打开、读取、写入和关闭文件，了解文本文件和二进制文件的区别，以及在文件处理中的一些最佳实践。

学习内容

1 Python文件处理

1.1 文件的基本操作

在Python中，文件操作是通过内置的open()函数来完成的。这个函数可以打开一个文件，并返回一个文件对象，通过这个对象可以进行文件的读写等操作。文件操作的基本步骤包括：打开文件、读取或写入数据、关闭文件。

1.1.1 打开文件

open()函数的基本语法如下：

file_object = open(file_name, mode='r', encoding=None)
file_name：要打开的文件的名称。

mode： 打开文件的模式，常见的模式有：
‘r’：只读模式，默认值。如果文件不存在，会抛出异常。
‘w’：写入模式，会覆盖已存在的文件。如果文件不存在，会创建新文件。
‘a’：追加模式，如果文件存在，指针会放在文件的末尾。如果文件不存在，会创建新文件。
‘b’：二进制模式，用于处理二进制文件。
‘+’：读写模式，可以与上述模式组合使用。
encoding： 指定文件的编码格式，如’utf-8’。

1.1.2 读取文件

读取文件可以通过多种方法实现，包括读取整个文件、按行读取等。

1.1.3 读取整个文件

with open('example.txt', 'r', encoding='utf-8') as file:content = file.read()print(content)

上述代码中，with语句用于自动管理文件的打开和关闭。file.read()方法读取文件的全部内容，并返回一个字符串。

1.1.4 按行读取

with open('example.txt', 'r', encoding='utf-8') as file:for line in file:print(line.strip())  # 使用strip()方法去除每行末尾的换行符

按行读取文件适用于处理大文件，因为不需要一次性将整个文件加载到内存中。

1.1.5 写入文件

写入文件同样可以通过多种方法实现，包括写入字符串、追加内容等。

1.1.6 写入字符串

with open('output.txt', 'w', encoding='utf-8') as file:file.write('Hello, World!\n')file.write('This is a test.\n')

上述代码中，file.write()方法用于写入字符串。每次调用write()方法时，内容会被写入文件中。

1.1.7 追加内容

with open('output.txt', 'a', encoding='utf-8') as file:file.write('This is an appended line.\n')

使用’a’模式打开文件时，写入的内容会被追加到文件的末尾。

1.1.8 关闭文件

虽然使用with语句可以自动关闭文件，但在某些情况下，可能需要手动关闭文件。这可以通过调用文件对象的close()方法来实现：

file = open('example.txt', 'r', encoding='utf-8')
content = file.read()
print(content)
file.close()

1.2 文本文件与二进制文件

在Python中，文件可以分为文本文件和二进制文件。文本文件通常用于存储人类可读的文本数据，而二进制文件用于存储非文本数据，如图像、音频等。

1.2.1 文本文件

文本文件通常使用文本编辑器创建和编辑，内容以字符形式存储。在Python中，处理文本文件时，通常使用’r’、‘w’、'a’等模式，并指定编码格式。

示例：读取和写入文本文件

# 读取文本文件
with open('example.txt', 'r', encoding='utf-8') as file:content = file.read()print(content)# 写入文本文件
with open('output.txt', 'w', encoding='utf-8') as file:file.write('Hello, World!\n')file.write('This is a test.\n')

1.2.2 二进制文件

二进制文件以字节形式存储数据，通常用于存储图像、音频等非文本数据。在Python中，处理二进制文件时，需要在模式中添加’b’，如’rb’、'wb’等。

示例：读取和写入二进制文件

# 读取二进制文件
with open('example.jpg', 'rb') as file:content = file.read()print(content[:10])  # 打印前10个字节# 写入二进制文件
with open('output.jpg', 'wb') as file:file.write(content)

1.3 文件处理的最佳实践

在进行文件处理时，遵循一些最佳实践可以提高代码的健壮性和可维护性。

1.3.1 使用with语句

使用with语句可以确保文件在操作完成后自动关闭，即使发生异常也不会导致文件未关闭的问题。

with open('example.txt', 'r', encoding='utf-8') as file:content = file.read()print(content)

1.3.2 处理文件不存在的情况

在打开文件时，如果文件不存在，open()函数会抛出FileNotFoundError异常。可以通过异常处理来优雅地处理这种情况。

try:with open('nonexistent.txt', 'r', encoding='utf-8') as file:content = file.read()print(content)
except FileNotFoundError:print('文件不存在')

1.3.3 使用适当的编码

在处理文本文件时，指定正确的编码格式非常重要。常见的编码格式有’utf-8’、'ascii’等。如果编码格式不正确，可能会导致读取或写入文件时出现乱码。

with open('example.txt', 'r', encoding='utf-8') as file:content = file.read()print(content)

1.3.4 检查文件是否已关闭

在某些情况下，可能需要检查文件是否已经关闭。可以通过检查文件对象的closed属性来实现。

file = open('example.txt', 'r', encoding='utf-8')
content = file.read()
print(content)
file.close()if file.closed:print('文件已关闭')
else:print('文件未关闭')

1.3.5 使用seek()和tell()方法

seek()方法用于移动文件指针的位置，tell()方法用于获取当前文件指针的位置。这两个方法在处理大文件时非常有用。

with open('example.txt', 'r', encoding='utf-8') as file:print(file.tell())  # 输出当前文件指针的位置content = file.read(10)  # 读取前10个字符print(content)file.seek(0)  # 将文件指针移动到文件开头print(file.tell())  # 输出当前文件指针的位置