《Python3 文件操作详解》
文件操作是编程中不可或缺的基础技能，Python3 作为一门简洁高效的编程语言，提供了丰富的文件处理功能。无论是读取日志文件、写入配置文件，还是处理二进制数据，Python 都能通过内置模块和简单语法实现。本文将系统讲解 Python3 的文件操作，涵盖文件打开与关闭、读写模式、路径处理、异常处理等核心内容，帮助读者掌握文件操作的完整流程。
一、文件打开与关闭
在 Python 中，文件操作的第一步是使用 open() 函数打开文件。该函数的基本语法如下：
file_object = open(file_path, mode='r', encoding=None)参数说明：
-
file_path：文件路径，可以是相对路径或绝对路径。 -
mode：打开模式，默认为只读模式'r'。 -
encoding：指定文件编码，如'utf-8'，避免中文乱码。
打开文件后，必须显式关闭文件以释放资源。推荐使用 with 语句自动管理文件关闭：
with open('example.txt', 'r', encoding='utf-8') as f:
content = f.read()
# 离开 with 块后，文件自动关闭若未使用 with，需手动调用 close()：
f = open('example.txt', 'r')
try:
content = f.read()
finally:
f.close() # 确保文件关闭二、文件读写模式
Python 支持多种文件打开模式，常见模式如下：
| 模式 | 描述 |
|---|---|
'r' |
只读模式（默认），文件必须存在。 |
'w' |
写入模式，覆盖原有内容；文件不存在则创建。 |
'a' |
追加模式，在文件末尾添加内容；文件不存在则创建。 |
'x' |
独占创建模式，文件已存在则报错。 |
'b' |
二进制模式，与 'r'/'w'/'a' 组合使用（如 'rb'）。 |
't' |
文本模式（默认），与 'r'/'w'/'a' 组合使用。 |
示例：写入文件
with open('output.txt', 'w', encoding='utf-8') as f:
f.write('Hello, Python!\n')
f.write('这是第二行。')示例：追加内容
with open('output.txt', 'a', encoding='utf-8') as f:
f.write('\n追加的内容。')三、文件读取方法
Python 提供了多种读取文件的方法，适用于不同场景：
1. 读取全部内容
with open('example.txt', 'r', encoding='utf-8') as f:
content = f.read() # 返回字符串（文本模式）或字节（二进制模式）2. 逐行读取
方法一：使用 readline()
with open('example.txt', 'r') as f:
while True:
line = f.readline()
if not line:
break
print(line.strip()) # 去除行尾换行符方法二：直接迭代文件对象（更高效）
with open('example.txt', 'r') as f:
for line in f:
print(line.strip())3. 读取所有行到列表
with open('example.txt', 'r') as f:
lines = f.readlines() # 返回包含所有行的列表四、文件路径处理
文件路径操作需注意跨平台兼容性。Python 的 os.path 模块提供了跨平台的路径处理方法：
import os
# 拼接路径
file_path = os.path.join('folder', 'subfolder', 'file.txt')
# 获取当前工作目录
current_dir = os.getcwd()
# 检查路径是否存在
if os.path.exists(file_path):
print('文件存在')
# 分离文件名和目录
dir_name, file_name = os.path.split(file_path)Python 3.4+ 推荐使用 pathlib 模块（面向对象路径处理）：
from pathlib import Path
file_path = Path('folder') / 'subfolder' / 'file.txt'
if file_path.exists():
print('文件存在')五、二进制文件操作
处理图片、音频等二进制文件时，需使用二进制模式（'b'）：
# 复制图片文件
with open('source.jpg', 'rb') as src, open('copy.jpg', 'wb') as dst:
dst.write(src.read())六、文件编码与异常处理
文本文件需指定编码，否则可能因编码不匹配报错：
try:
with open('example.txt', 'r', encoding='utf-8') as f:
content = f.read()
except FileNotFoundError:
print('文件不存在')
except UnicodeDecodeError:
print('编码错误，请尝试其他编码（如 gbk）')常用异常类型：
-
FileNotFoundError：文件不存在。 -
PermissionError：无文件操作权限。 -
IsADirectoryError：操作对象是目录而非文件。
七、高级文件操作
1. 临时文件
使用 tempfile 模块创建临时文件：
import tempfile
with tempfile.NamedTemporaryFile(mode='w+', delete=True) as tmp:
tmp.write('临时内容')
tmp.seek(0) # 移动指针到开头
print(tmp.read()) # 输出: 临时内容2. 文件压缩与解压
使用 zipfile 模块处理 ZIP 文件：
import zipfile
# 创建 ZIP 文件
with zipfile.ZipFile('archive.zip', 'w') as zipf:
zipf.write('file1.txt')
zipf.write('file2.txt')
# 解压 ZIP 文件
with zipfile.ZipFile('archive.zip', 'r') as zipf:
zipf.extractall('extracted_files')3. CSV 文件操作
使用 csv 模块读写 CSV 文件：
import csv
# 写入 CSV
data = [['Name', 'Age'], ['Alice', 25], ['Bob', 30]]
with open('data.csv', 'w', newline='', encoding='utf-8') as f:
writer = csv.writer(f)
writer.writerows(data)
# 读取 CSV
with open('data.csv', 'r', encoding='utf-8') as f:
reader = csv.reader(f)
for row in reader:
print(row)八、性能优化技巧
1. 大文件分块读取：避免内存不足
chunk_size = 1024 * 1024 # 1MB
with open('large_file.txt', 'r') as f:
while True:
chunk = f.read(chunk_size)
if not chunk:
break
process(chunk) # 处理分块数据2. 缓冲写入：减少磁盘 I/O 次数
with open('output.txt', 'w', buffering=1024*1024) as f: # 设置缓冲区大小
for i in range(10000):
f.write(f'Line {i}\n')九、常见问题与解决方案
1. **中文乱码**：指定正确的编码（如 encoding='utf-8' 或 encoding='gbk'）。
2. **文件未关闭**：始终使用 with 语句或 try-finally。
3. **路径错误**：使用 os.path 或 pathlib 处理路径拼接。
4. **权限不足**：检查文件权限或以管理员身份运行程序。
十、总结
Python3 的文件操作体系涵盖了从基础读写到高级处理的完整功能。通过合理选择模式、处理路径、捕获异常，可以高效完成各类文件任务。掌握本文介绍的内容后，读者能够应对日志分析、数据存储、配置管理等常见场景，为后续学习更复杂的项目（如 Web 开发、数据分析）打下坚实基础。
关键词：Python3文件操作、open函数、文件模式、路径处理、异常处理、二进制文件、CSV处理、性能优化
简介：本文系统讲解Python3文件操作，涵盖文件打开与关闭、读写模式、路径处理、异常处理、二进制文件操作、CSV处理及性能优化技巧，适合初学者和进阶开发者掌握文件处理的核心方法。
