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Python 文件操作

文件操作是处理数据的基础，本章将介绍如何读写文件。

文件打开和关闭​

打开文件​

# 基本语法
file = open("filename.txt", "r")  # r 表示读取模式

# 常用模式
# r  - 只读（默认）
# w  - 只写（会覆盖原有内容）
# a  - 追加
# rb - 二进制只读
# wb - 二进制只写
# ab - 二进制追加

# 关闭文件
file.close()

使用 with 语句（推荐）​

自动管理文件资源：

with open("test.txt", "r") as file:
    content = file.read()
# 文件会自动关闭

读取文件​

read() - 读取全部内容​

with open("test.txt", "r") as file:
    content = file.read()
    print(content)

readline() - 读取一行​

with open("test.txt", "r") as file:
    line1 = file.readline()
    line2 = file.readline()
    print(line1)
    print(line2)

readlines() - 读取所有行​

with open("test.txt", "r") as file:
    lines = file.readlines()
    for line in lines:
        print(line.strip())

遍历文件对象​

with open("test.txt", "r") as file:
    for line in file:
        print(line.strip())

指定字符数​

with open("test.txt", "r") as file:
    content = file.read(10)  # 读取前10个字符
    print(content)

写入文件​

write() - 写入字符串​

with open("test.txt", "w") as file:
    file.write("Hello, World!\n")
    file.write("第二行")

writelines() - 写入多行​

lines = ["第一行\n", "第二行\n", "第三行\n"]
with open("test.txt", "w") as file:
    file.writelines(lines)

追加模式​

with open("test.txt", "a") as file:
    file.write("追加的内容\n")

文件指针​

tell() - 获取当前位置​

with open("test.txt", "r") as file:
    print(file.tell())  # 0
    file.read(5)
    print(file.tell())  # 5

seek() - 移动指针​

with open("test.txt", "r") as file:
    # seek(offset, whence)
    # whence: 0=开头, 1=当前位置, 2=末尾
    
    file.seek(0)        # 移动到开头
    file.seek(0, 2)     # 移动到末尾
    file.seek(5, 0)     # 从开头移动5个字符

二进制文件​

读取二进制文件​

with open("image.jpg", "rb") as file:
    data = file.read()
    print(type(data))  # <class 'bytes'>

写入二进制文件​

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

文件和目录操作​

os 模块​

import os

# 文件操作
os.remove("test.txt")           # 删除文件
os.rename("old.txt", "new.txt") # 重命名
os.copy("src.txt", "dst.txt")   # 复制（需要 shutil）

# 目录操作
os.mkdir("mydir")               # 创建目录
os.rmdir("mydir")               # 删除空目录
os.makedirs("a/b/c")            # 创建多级目录
os.removedirs("a/b/c")         # 删除多级目录

# 检查
os.path.exists("test.txt")      # 检查是否存在
os.path.isfile("test.txt")      # 是否是文件
os.path.isdir("mydir")          # 是否是目录

# 获取信息
os.path.getsize("test.txt")     # 文件大小
os.path.getmtime("test.txt")    # 修改时间
os.getcwd()                     # 当前工作目录
os.listdir(".")                 # 列出目录内容

pathlib 模块（推荐）​

from pathlib import Path

# 创建路径对象
p = Path("test.txt")

# 检查
p.exists()          # 是否存在
p.is_file()         # 是否是文件
p.is_dir()          # 是否是目录

# 文件操作
p.read_text()       # 读取文本
p.write_text("内容")# 写入文本
p.read_bytes()      # 读取二进制
p.write_bytes(data) # 写入二进制

# 目录操作
p.mkdir()          # 创建目录
p.rmdir()          # 删除目录
p.iterdir()        # 遍历目录

# 获取信息
p.name             # 文件名
p.stem             # 不带扩展名的文件名
p.suffix           # 扩展名
p.parent           # 父目录

# 路径操作
p / "subdir"       # 拼接路径
p.resolve()        # 转换为绝对路径

序列化​

JSON 序列化​

import json

# 写入 JSON
data = {"name": "张三", "age": 20, "city": "北京"}
with open("data.json", "w", encoding="utf-8") as f:
    json.dump(data, f, ensure_ascii=False, indent=2)

# 读取 JSON
with open("data.json", "r", encoding="utf-8") as f:
    data = json.load(f)
    print(data)

# 字符串与 JSON 互转
json_str = json.dumps(data, ensure_ascii=False)
data = json.loads(json_str)

pickle 序列化​

import pickle

# 写入（序列化）
data = {"name": "张三", "scores": [90, 85, 95]}
with open("data.pkl", "wb") as f:
    pickle.dump(data, f)

# 读取（反序列化）
with open("data.pkl", "rb") as f:
    data = pickle.load(f)
    print(data)

CSV 文件操作​

读取 CSV​

import csv

with open("data.csv", "r", encoding="utf-8") as f:
    reader = csv.reader(f)
    for row in reader:
        print(row)

写入 CSV​

import csv

data = [
    ["姓名", "年龄", "城市"],
    ["张三", "20", "北京"],
    ["李四", "25", "上海"],
    ["王五", "22", "广州"]
]

with open("data.csv", "w", encoding="utf-8", newline="") as f:
    writer = csv.writer(f)
    writer.writerows(data)

使用字典读写 CSV​

import csv

# 写入
with open("data.csv", "w", encoding="utf-8", newline="") as f:
    fieldnames = ["name", "age", "city"]
    writer = csv.DictWriter(f, fieldnames=fieldnames)
    writer.writeheader()
    writer.writerow({"name": "张三", "age": "20", "city": "北京"})

# 读取
with open("data.csv", "r", encoding="utf-8") as f:
    reader = csv.DictReader(f)
    for row in reader:
        print(row)

目录遍历​

递归遍历​

import os

def list_files(path):
    for item in os.listdir(path):
        full_path = os.path.join(path, item)
        if os.path.isdir(full_path):
            list_files(full_path)  # 递归
        else:
            print(full_path)

list_files(".")

使用 pathlib​

from pathlib import Path

def list_files(path):
    for p in Path(path).rglob("*"):
        if p.is_file():
            print(p)

list_files(".")

小结​

本章我们学习了：

  1. 文件的打开和关闭
  2. 读取文件的方法（read, readline, readlines）
  3. 写入文件的方法（write, writelines）
  4. 文件指针操作（tell, seek）
  5. 二进制文件操作
  6. os 和 pathlib 模块
  7. JSON 和 pickle 序列化
  8. CSV 文件操作
  9. 目录遍历

练习​

  1. 实现一个文件复制函数
  2. 统计文本文件中每个字符出现的次数
  3. 实现一个日志记录器，将日志写入文件
  4. 批量重命名指定目录下的文件