Python open 读写文件实现脚本代码展示

《Python open 读写文件实现脚本代码展示》

文件操作是编程中不可或缺的基础技能，Python通过内置的open()函数提供了简洁高效的接口。本文将系统讲解Python中文件读写的基本方法、高级技巧及常见场景实现，结合代码示例与最佳实践，帮助读者快速掌握文件操作的核心能力。

一、文件操作基础

Python中文件操作的核心是open()函数，其基本语法为：

file_object = open(file_path, mode='r', encoding=None)

参数说明：

• file_path：文件路径（相对或绝对路径）
• mode：打开模式（默认为只读'r'）
• encoding：字符编码（如'utf-8'）

1.1 常用打开模式

模式	描述
r	只读（默认）
w	写入（覆盖原有内容）
x	独占创建（文件已存在则报错）
a	追加写入
b	二进制模式（如'rb'）
t	文本模式（默认）
+	读写模式（如'r+'）

1.2 文件关闭与上下文管理

手动关闭文件：

f = open('test.txt', 'r')
try:
    content = f.read()
finally:
    f.close()  # 确保文件关闭

推荐使用with语句自动管理资源：

with open('test.txt', 'r') as f:
    content = f.read()  # 无需显式调用close()

二、文件读取操作

2.1 完整读取文件

# 读取全部内容（大文件慎用）
with open('data.txt', 'r', encoding='utf-8') as f:
    data = f.read()
print(data)

2.2 按行读取文件

方法1：readlines()返回列表

with open('data.txt', 'r') as f:
    lines = f.readlines()  # 每行作为列表元素
for line in lines:
    print(line.strip())  # 去除换行符

方法2：直接迭代文件对象（内存高效）

with open('data.txt', 'r') as f:
    for line in f:  # 逐行迭代
        print(line.rstrip())

2.3 读取指定字节数

with open('large_file.bin', 'rb') as f:
    chunk = f.read(1024)  # 每次读取1024字节
    while chunk:
        process(chunk)
        chunk = f.read(1024)

三、文件写入操作

3.1 写入字符串

# 覆盖写入
with open('output.txt', 'w', encoding='utf-8') as f:
    f.write('第一行内容\n')
    f.write('第二行内容\n')

# 追加写入
with open('output.txt', 'a') as f:
    f.write('追加的内容\n')

3.2 写入多行数据

lines = ['Line 1\n', 'Line 2\n', 'Line 3\n']
with open('multiline.txt', 'w') as f:
    f.writelines(lines)  # 注意不会自动添加换行符

3.3 二进制文件操作

# 写入二进制数据
image_data = b'\x89PNG\r\n\x1a\n...'  # 示例二进制数据
with open('image.png', 'wb') as f:
    f.write(image_data)

# 读取二进制数据
with open('image.png', 'rb') as f:
    loaded_data = f.read()

四、高级文件操作技巧

4.1 同时读写文件（r+模式）

with open('modify.txt', 'r+') as f:
    content = f.read()
    f.seek(0)  # 移动指针到开头
    f.write('新内容' + content[5:])  # 修改前5个字符

4.2 文件指针操作

with open('position.txt', 'r+') as f:
    print(f.tell())  # 当前指针位置
    f.seek(10)  # 移动到第10字节
    data = f.read(5)  # 读取5个字节
    f.seek(0, 2)  # 移动到文件末尾（2表示从末尾计算）

4.3 处理大文件

逐块处理示例：

def process_large_file(file_path, chunk_size=1024*1024):
    with open(file_path, 'rb') as f:
        while True:
            chunk = f.read(chunk_size)
            if not chunk:
                break
            # 处理每个数据块
            analyze_chunk(chunk)

五、实用脚本示例

5.1 日志文件分析器

def analyze_logs(log_file):
    error_count = 0
    with open(log_file, 'r') as f:
        for line in f:
            if 'ERROR' in line:
                error_count += 1
    print(f'发现 {error_count} 个错误日志')

analyze_logs('server.log')

5.2 CSV文件处理

import csv

# 写入CSV
with open('data.csv', 'w', newline='') as f:
    writer = csv.writer(f)
    writer.writerow(['Name', 'Age', 'City'])
    writer.writerow(['Alice', 25, 'New York'])

# 读取CSV
with open('data.csv', 'r') as f:
    reader = csv.reader(f)
    for row in reader:
        print(row)

5.3 文件内容搜索工具

def search_in_files(directory, keyword):
    import os
    results = []
    for root, _, files in os.walk(directory):
        for file in files:
            if file.endswith('.txt'):
                path = os.path.join(root, file)
                try:
                    with open(path, 'r') as f:
                        if keyword in f.read():
                            results.append(path)
                except UnicodeDecodeError:
                    continue
    return results

print(search_in_files('./docs', 'Python'))

六、异常处理与最佳实践

6.1 常见异常处理

try:
    with open('nonexistent.txt', 'r') as f:
        content = f.read()
except FileNotFoundError:
    print('文件不存在')
except PermissionError:
    print('没有访问权限')
except UnicodeDecodeError:
    print('文件编码错误')
else:
    print('文件读取成功')

6.2 最佳实践总结

1. 始终使用with语句管理文件
2. 明确指定文件编码（推荐UTF-8）
3. 处理大文件时使用流式读取
4. 对关键操作添加异常处理
5. 避免在循环中频繁打开/关闭文件

七、跨平台文件路径处理

使用os.path模块处理路径：

import os

# 拼接路径
file_path = os.path.join('folder', 'subfolder', 'file.txt')

# 获取绝对路径
abs_path = os.path.abspath('relative_path.txt')

# 检查路径是否存在
if os.path.exists(file_path):
    print('文件存在')

Python 3.4+推荐使用pathlib模块：

from pathlib import Path

file = Path('docs') / 'report.txt'
if file.exists():
    print(file.read_text(encoding='utf-8'))

八、性能优化技巧

8.1 缓冲写入

# 默认启用缓冲，如需禁用
with open('fast.txt', 'w', buffering=1) as f:  # 行缓冲
    f.write('即时写入每行')

8.2 批量写入

data_chunks = ['Chunk1\n', 'Chunk2\n', 'Chunk3\n']
with open('bulk.txt', 'w') as f:
    f.writelines(data_chunks)  # 比多次write()更高效

九、完整案例：文件备份工具

import shutil
import os
from datetime import datetime

def backup_files(source_dir, backup_dir):
    # 创建带时间戳的备份目录
    timestamp = datetime.now().strftime('%Y%m%d_%H%M%S')
    dest_dir = os.path.join(backup_dir, f'backup_{timestamp}')
    os.makedirs(dest_dir, exist_ok=True)
    
    # 遍历源目录并复制文件
    for root, _, files in os.walk(source_dir):
        for file in files:
            src_path = os.path.join(root, file)
            rel_path = os.path.relpath(src_path, source_dir)
            dest_path = os.path.join(dest_dir, rel_path)
            
            # 确保目标目录存在
            os.makedirs(os.path.dirname(dest_path), exist_ok=True)
            
            # 复制文件
            shutil.copy2(src_path, dest_path)  # 保留元数据
            
    print(f'备份完成至: {dest_dir}')

# 使用示例
backup_files('./project', './backups')

十、总结与扩展

Python的文件操作体系通过open()函数和标准库模块提供了强大的文件处理能力。掌握基础读写模式后，可以进一步探索：

• io模块的高级I/O操作
• tempfile模块创建临时文件
• pickle模块序列化对象到文件
• 第三方库如pandas处理结构化数据

关键词：Python文件操作、open函数、文件读写模式、上下文管理器、二进制文件处理、大文件处理、路径处理、异常处理、文件备份

简介：本文全面介绍了Python中文件操作的核心方法，涵盖基础读写、高级技巧、实用脚本和最佳实践。通过代码示例演示了不同场景下的文件处理方案，包括文本/二进制文件操作、大文件处理、跨平台路径管理等，帮助开发者构建健壮的文件处理系统。