Python文件處理實戰
學習目標
通過本課程的學習，學員將掌握如何在Python中打開、讀取、寫入和關閉文件，了解文本文件和二進制文件的區別，以及在文件處理中的一些最佳實踐。
相關知識點
Python文件處理
學習內容
1 Python文件處理
1.1 文件的基本操作
在Python中，文件操作是通過內置的open()函數來完成的。這個函數可以打開一個文件，并返回一個文件對象，通過這個對象可以進行文件的讀寫等操作。文件操作的基本步驟包括：打開文件、讀取或寫入數據、關閉文件。
1.1.1 打開文件
open()函數的基本語法如下：
file_object = open(file_name, mode='r', encoding=None)
file_name：要打開的文件的名稱。
mode： 打開文件的模式，常見的模式有：
‘r’：只讀模式，默認值。如果文件不存在，會拋出異常。
‘w’：寫入模式，會覆蓋已存在的文件。如果文件不存在，會創建新文件。
‘a’：追加模式，如果文件存在，指針會放在文件的末尾。如果文件不存在，會創建新文件。
‘b’：二進制模式，用于處理二進制文件。
‘+’：讀寫模式，可以與上述模式組合使用。
encoding： 指定文件的編碼格式，如’utf-8’。
1.1.2 讀取文件
讀取文件可以通過多種方法實現，包括讀取整個文件、按行讀取等。
1.1.3 讀取整個文件
with open('example.txt', 'r', encoding='utf-8') as file:content = file.read()print(content)
上述代碼中，with語句用于自動管理文件的打開和關閉。file.read()方法讀取文件的全部內容，并返回一個字符串。
1.1.4 按行讀取
with open('example.txt', 'r', encoding='utf-8') as file:for line in file:print(line.strip()) # 使用strip()方法去除每行末尾的換行符
按行讀取文件適用于處理大文件，因為不需要一次性將整個文件加載到內存中。
1.1.5 寫入文件
寫入文件同樣可以通過多種方法實現，包括寫入字符串、追加內容等。
1.1.6 寫入字符串
with open('output.txt', 'w', encoding='utf-8') as file:file.write('Hello, World!\n')file.write('This is a test.\n')
上述代碼中，file.write()方法用于寫入字符串。每次調用write()方法時，內容會被寫入文件中。
1.1.7 追加內容
with open('output.txt', 'a', encoding='utf-8') as file:file.write('This is an appended line.\n')
使用’a’模式打開文件時，寫入的內容會被追加到文件的末尾。
1.1.8 關閉文件
雖然使用with語句可以自動關閉文件，但在某些情況下，可能需要手動關閉文件。這可以通過調用文件對象的close()方法來實現：
file = open('example.txt', 'r', encoding='utf-8')
content = file.read()
print(content)
file.close()
1.2 文本文件與二進制文件
在Python中，文件可以分為文本文件和二進制文件。文本文件通常用于存儲人類可讀的文本數據，而二進制文件用于存儲非文本數據，如圖像、音頻等。
1.2.1 文本文件
文本文件通常使用文本編輯器創建和編輯，內容以字符形式存儲。在Python中，處理文本文件時，通常使用’r’、‘w’、'a’等模式，并指定編碼格式。
示例：讀取和寫入文本文件
# 讀取文本文件
with open('example.txt', 'r', encoding='utf-8') as file:content = file.read()print(content)# 寫入文本文件
with open('output.txt', 'w', encoding='utf-8') as file:file.write('Hello, World!\n')file.write('This is a test.\n')
1.2.2 二進制文件
二進制文件以字節形式存儲數據，通常用于存儲圖像、音頻等非文本數據。在Python中，處理二進制文件時，需要在模式中添加’b’，如’rb’、'wb’等。
示例：讀取和寫入二進制文件
# 讀取二進制文件
with open('example.jpg', 'rb') as file:content = file.read()print(content[:10]) # 打印前10個字節# 寫入二進制文件
with open('output.jpg', 'wb') as file:file.write(content)
1.3 文件處理的最佳實踐
在進行文件處理時，遵循一些最佳實踐可以提高代碼的健壯性和可維護性。
1.3.1 使用with語句
使用with語句可以確保文件在操作完成后自動關閉，即使發生異常也不會導致文件未關閉的問題。
with open('example.txt', 'r', encoding='utf-8') as file:content = file.read()print(content)
1.3.2 處理文件不存在的情況
在打開文件時，如果文件不存在，open()函數會拋出FileNotFoundError異常。可以通過異常處理來優雅地處理這種情況。
try:with open('nonexistent.txt', 'r', encoding='utf-8') as file:content = file.read()print(content)
except FileNotFoundError:print('文件不存在')
1.3.3 使用適當的編碼
在處理文本文件時，指定正確的編碼格式非常重要。常見的編碼格式有’utf-8’、'ascii’等。如果編碼格式不正確，可能會導致讀取或寫入文件時出現亂碼。
with open('example.txt', 'r', encoding='utf-8') as file:content = file.read()print(content)
1.3.4 檢查文件是否已關閉
在某些情況下，可能需要檢查文件是否已經關閉。可以通過檢查文件對象的closed屬性來實現。
file = open('example.txt', 'r', encoding='utf-8')
content = file.read()
print(content)
file.close()if file.closed:print('文件已關閉')
else:print('文件未關閉')
1.3.5 使用seek()和tell()方法
seek()方法用于移動文件指針的位置，tell()方法用于獲取當前文件指針的位置。這兩個方法在處理大文件時非常有用。
with open('example.txt', 'r', encoding='utf-8') as file:print(file.tell()) # 輸出當前文件指針的位置content = file.read(10) # 讀取前10個字符print(content)file.seek(0) # 將文件指針移動到文件開頭print(file.tell()) # 輸出當前文件指針的位置
通過本課程的學習，學員將掌握Python中文件處理的基本操作、文本文件與二進制文件的區別，以及文件處理的最佳實踐。
