Python - 文件部分

- 第 101 篇 -
Date: 2025 - 05 - 26
Author: 郑龙浩/仟墨

Python - 文件部分

学习时间: 2025-05-19

一 文件与路径

1 文本文件

• 可以使用 文本编辑软件 查看的文件
• 本质上还是二进制文件
• C 的源文件，Python 的源文件 也是文本文件
• \r 表示回车
• \n 表示换行

2 二进制文件

• 保存的内容不可直接给人阅读，而是使用提供的 其他专门的 软件 内容才能让人看懂

  比如要看图片，要用专门的软件打开 图片阅读文件，音频和视频同理

• Eg: 图片文件、音频文件、视频文件…

• 二进制文件不能直接使用 文本文件软件 进行查看，比如不能使用 记事本 直接打开图片或者视频，否则会乱码

3 编码格式

① 常见编码格式

• ASCII: 最早的编码，只能表示英文字符和一些特殊符号
• UTF-8: 最常用的Unicode编码，可以表示几乎所有语言的字符
• GBK: 中文编码，主要用于简体中文
• ISO-8859-1: 西欧语言编码

② 指定编码格式

在Python中打开文件时，可以通过encoding参数指定编码格式：

# 以UTF-8编码打开文件
file = open("example.txt", "r", encoding="utf-8")

# 以GBK编码打开文件
file = open("example.txt", "r", encoding="gbk")

③ 最佳格式

• 推荐使用UTF-8编码，它是跨平台、跨语言的最佳选择

• 在Python文件开头添加编码声明：

  # -*- coding: utf-8 -*-
  

④ 处理编码错误

# 忽略无法解码的字符
with open('file.txt', 'r', encoding='utf-8', errors='ignore') as f:
    content = f.read()

# 替换无法解码的字符
with open('file.txt', 'r', encoding='utf-8', errors='replace') as f:
    content = f.read()

4 绝对路径

路径分为绝对路径、相对路径

• 绝对路径：从文件系统的根目录开始的完整路径

  C:\Users\Name\Documents\file.txt
  在Python读取的时候斜杠要反着来
  C:/Users/Name/Documents/file.txt
  

5 相对路径

基本写法

• file.txt - 当前目录下的文件
• data/file.txt - 当前目录的data子目录中的文件
• ./config.ini - 显式表示当前目录下的文件（等同于config.ini）

返回上级目录

• ../ - 返回上一级目录
  • ../settings.ini - 上级目录中的文件
  • ../../file.txt - 上两级目录中的文件

组合路径

• ../logs/app.log - 上级目录的logs子目录中的文件
• ./../shared/data.txt - 先当前目录，再上级，然后进入shared目录

二 操作文件的函数和方法

Python 中操作文件需要记住1个函数和3个方法

三 操作文件基本套路

1. 打开文件

   open函数的第一个参数是要打开的文件名（文件名区分大小写）

   • 如果文件存在，返回文件操作对象
   • 如果文件不存在，会抛出异常

2. 读、写文件

   • 读：将文件内容读入内存

     read方法可以一次性读入并返回文件的所有内容

   • 写：将内存内存写入文件

     write

3. 关闭文件

   close方法负责关闭文件

   • 如果忘记关闭文件，会造成系统资源耗尽，而且会影响到后续对文件的访问
   • 方法执行后，会把文件指针移动到文件的末尾

三个步骤

# 1 打开文件
file = open("文件路径", '打开方式', encoding='文件编码')
# 2 读取
text = file.read()
# 3 关闭
file.close() # 千万不要忘记关闭文件

四 文件指针

1 文件指针的基本介绍

• 文件指针标记从哪个位置开始读取数据

• 第一次打开文件的时候，通常文件指针会之指向文件的开始位置

• 当执行了 read 方法后，文件指针会移动到读取内容的末尾

  默认情况下会移动到 文件末尾

2 注意：第二次调用 read 方法的时候读取不到内容

• 如果执行了一次 read 方法，读取了所有的内容，那么再次调用 read 方法的时候，不可以获取到内容！！！！
• 因为 第一次读取之后，文件指针移动到了文件的末尾，再次调用的时候是从文件的末尾开始读取的，所以不会读取到任何的内容

3 seek(offset, whence)和 tell()

• seek(offset, whence)：移动文件指针
  • whence=0：从文件开头计算（默认）
  • whence=1：从当前位置计算
  • whence=2：从文件末尾计算
• tell()：返回当前文件指针位置

with open('file.txt', 'r') as f:
    print(f.tell())  # 输出：0
    f.seek(5)  # 移动到第5个字节
    print(f.tell())  # 输出：5

五 打开文件的方式

1 基本语法

open 函数默认以 只读方式 打开文件，并且返回文件对象

file = open("文件路径", "访问方式", "文件编码")

2 访问方式

• 如果只需要读的话，第二个参数可以不用写

频繁的移动文件指针，会影响文件的读写效率，开发中更多的时候会以 只读、只写 的方式来操作文件

六 读取文件内容

（1）一次性读取文件内容

# 打开文件,并让file存储文件指针
file = open('源文件') # 或 open('文件', 'r')  效果是等效的

test = file.read() 
print(test)
# 关闭文件(必须执行)
file.close()

# 打印结果
1234567
abcde
aaaaa
bbbbbbbbb

（2）readline按行读取文件内容

1 前言

• read 方法默认会把文件的 所有内容一次性读取到内存
• 如果文件太大，对内存的占用会非常严重

2 readline 方法

• readline方法可以一次读取一行的内容
• readline方法执行后，会把 文件指针 移动到 下一行，准备下次读取
• readline方法可以利用循环也可以把一个很大的文件一次性读取出来

“源文件”文件

1234567
abcde
aaaaa
bbbbbbbbb

test1.py文件

# 打开文件,并让file存储文件指针
file = open('源文件') # 或 open('文件', 'r')  效果是等效的
while True:
    # 每次循环，读取一行
    test = file.readline() # 如果读取到末尾的时候,返回空字符串''
    # 判断是否读取到内容  如果文件指针指向结尾，则braek
    if not test: # 如果 not '' 则为 True
        break
    print(test, end = '')
# 关闭文件(必须执行)
file.close()

# 打印结果
1234567
abcde
aaaaa
bbbbbbbbb

（3）使用for lline int file遍历文件内容

# 打开文件,并让file存储文件指针
file = open('源文件') # 或 open('文件', 'r')  效果是等效的
for line in file:
    print(line, end = '') # 如果写的是 print(line) 会每一行下面多打印行空格，因为print会自动打印一行空格
# 关闭文件(必须执行)
file.close()

# 打印结果
1234567
abcde
aaaaa
bbbbbbbbb

（4）read(n) 与 readline(n) 可以写参数，n表示读取多少个字符

file.read(5)只打印前5个字符

# 打开文件,并让file存储文件指针
file = open('源文件') # 或 open('文件', 'r')  效果是等效的

test = file.read(5)  # 只打印前5行
print(test)
# 关闭文件(必须执行)
file.close()

# 打印结果
12345

七 文件复制

1 小文件复制

（1 ）步骤

1. 打开源文件和目标文件
   • 源文件以只读方式打开
   • 目标文件以只写方式打开
2. 将原文件的中的内容读取出来
3. 将读取出来的内容写入到目标文件
4. 关闭两个文件

（2 ）具体实现

源文件

1234567
abcde
aaaaa
bbbbbbbbb

目标文件

复制以后，该文件内容与源文件相同

test2.py

# 1 打开文件
file_read = open('源文件')
file_write = open('目标文件', 'w')
# 2 读写文件
text = file_read.read()
text2 = file_write.write(text)
# 3 关闭打开的
file_read.close()
file_write.close()

2 大文件复制

因为文件太大，如果一次性读取出来的话会占用大量的内存空间，所以分行复制，一行一行的复制

（1）步骤

1. 打开源文件和目标文件
   • 源文件以只读方式打开
   • 目标文件以只写方式打开
2. 按照一行一行的形式将源文件中的内容复制到目标文件当中去
3. 关闭两个文件

（2）具体实现

# 1 打开文件
file_read = open('源文件')
file_write = open('目标文件', 'w')
# 2 读写文件
while True:
    # 读取一行内容
    text = file_read.readline()
    # 文件指针指向末尾，退出循环
    if not text:
        break
    text2 = file_write.write(text)
# 3 关闭打开的
file_read.close()
file_write.close()

八 文件/目录的常用管理操作

1 基本介绍

• 在终端/文件浏览器中可以执行常规的 文件 / 目录 管理操作，例如：

  创建、重命名、删除、改变路径、查看目录内容…

• 在Python中，如果用上面的功能的话，需要导入 os 模块

2 文件操作

3 目录操作

如下操作中，文件或者目录操作都支持 相对路径 和 绝对路径

九 自动关闭文件的方法

只要离开了缩进范围，就自动关闭了

1 打开一个文件

可以不手动写 close 方法关闭文件

with open('test.txt', 'r', encoding='utf-8') as file:
    content = file.read()
    print(content)
# 文件已自动关闭

2 同时打开多个文件

with open('input.txt', 'r') as infile, open('output.txt', 'w') as outfile:
    data = infile.read()
    outfile.write(data.upper())
# 两个文件都已自动关闭

十 文件刷新

一般来说不需要手动刷新

下面三种情况需要

• 实时日志记录：如果程序可能崩溃，希望日志立即写入硬盘，而不是一直在内存缓冲区

  with open("debug.log", "a") as f:
      f.write("Error: something went wrong!\n")
      f.flush()  # 确保日志立即写入，即使程序崩溃
  

• 长时间运行的文件写入：如果文件长时间不关闭，但希望内容尽快写入硬盘。

  也就是如果大文件需要分批次写入，就需要每隔一段时间就刷新一次。

  file = open("data.txt", "w")
  for i in range(1000000):
      file.write(f"Line {i}\n")
      if i % 1000 == 0:
          file.flush()  # 每1000行刷一次，避免内存占用过高
  file.close()
  

• 多进程/多线程共享文件：如果另一个进程需要立即读取刚写入的内容，但文件尚未关闭。

下面的情况不需要手动刷新

• 正常情况：用 with 语句或正确调用了 close()，数据一定会写入硬盘，无需手动 flush()。
• 小文件写入：如果写入的数据量小，缓冲区很快填满，系统会自动刷新。
• 程序正常退出：Python 在程序结束时会自动刷新所有缓冲区

刷新步骤

# 1 打开文件
file = open("XX")
# 2 读取
text = file.read()
# 3 刷新
flie.flush()
# 4 关闭
file.close() # 千万不要忘记关闭文件