7. Python 文件与数据处理

文件读写操作

文件读写是 Python 中处理数据的基础操作之一。无论是读取配置文件、处理日志文件，还是存储数据，文件操作都是不可或缺的。Python 提供了简单而强大的文件操作功能，使得开发者能够轻松地读取和写入文件。

1. 打开文件

在 Python 中，使用 open() 函数来打开文件。open() 函数的基本语法如下：

file = open(filename, mode)
  • filename：文件的路径，可以是相对路径或绝对路径。
  • mode：打开文件的模式，常见的模式包括：
    • 'r'：只读模式（默认）。
    • 'w'：写入模式，会覆盖文件内容。
    • 'a'：追加模式，在文件末尾添加内容。
    • 'b'：二进制模式，用于处理非文本文件（如图片、视频等）。
    • 't'：文本模式（默认）。
    • '+'：读写模式，允许同时读取和写入。

例如，打开一个文本文件进行读取：

file = open('example.txt', 'r')
2. 读取文件内容

打开文件后，可以使用多种方法来读取文件内容：

  • read()：读取整个文件内容，返回一个字符串。

    content = file.read()
print(content)

  • readline()：读取文件的一行内容，返回一个字符串。

    line = file.readline()
print(line)

  • readlines()：读取文件的所有行，返回一个包含每行内容的列表。

    lines = file.readlines()
for line in lines:
    print(line)
3. 写入文件内容

写入文件时，可以使用 write() 方法将内容写入文件。如果文件以写入模式（'w'）打开，写入的内容会覆盖文件原有内容；如果以追加模式（'a'）打开，则会在文件末尾添加内容。

file = open('example.txt', 'w')
file.write('Hello, World!\n')
file.write('This is a new line.')
file.close()
4. 关闭文件

在完成文件操作后，务必使用 close() 方法关闭文件，以释放系统资源。

file.close()

为了避免忘记关闭文件，可以使用 with 语句来自动管理文件的打开和关闭：

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

使用 with 语句后，文件会在代码块执行完毕后自动关闭，无需手动调用 close() 方法。

5. 处理文件异常

在文件操作过程中，可能会遇到各种异常情况，如文件不存在、权限不足等。为了确保程序的健壮性，可以使用 try-except 块来捕获并处理异常。

try:
    with open('example.txt', 'r') as file:
        content = file.read()
        print(content)
except FileNotFoundError:
    print('文件不存在！')
except PermissionError:
    print('没有权限访问文件！')
6. 二进制文件操作

对于二进制文件（如图片、视频等），可以使用二进制模式（'b'）来打开文件。二进制文件的读写操作与文本文件类似，但需要注意处理字节数据。

with open('image.png', 'rb') as file:
    data = file.read()
    # 处理二进制数据
7. 文件指针操作

文件指针用于指示当前文件读取或写入的位置。可以使用 seek() 方法来移动文件指针，使用 tell() 方法来获取当前文件指针的位置。

with open('example.txt', 'r') as file:
    file.seek(10)  # 将文件指针移动到第10个字节
    print(file.tell())  # 输出当前文件指针的位置
    content = file.read()
    print(content)
8. 文件操作的常见场景
  • 读取配置文件：使用 open() 和 read() 方法读取配置文件内容，并将其解析为字典或其他数据结构。
  • 日志记录：使用 open() 和 write() 方法将日志信息写入日志文件。
  • 数据处理：读取 CSV、JSON 等格式的文件，进行数据处理和分析。
9. 总结

文件读写是 Python 编程中的基础操作之一，掌握文件操作的基本方法和技巧对于处理各种数据任务至关重要。通过合理使用 open()、read()、write() 等方法，以及 with 语句和异常处理机制，可以高效、安全地进行文件操作。

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