Python入門第6課：文件操作之讀寫文本、CSV與JSON文件

作者： 蛋皮
標簽： Python, 文件操作, 讀寫文件, 文本文件, CSV, JSON

在掌握了Python的基礎語法、數據結構和函數之后，你的程序已經能夠處理內存中的數據。但現實世界的數據通常存儲在文件中。無論是用戶的配置信息、日志記錄、數據集還是網頁內容，學會如何與文件交互是編程中不可或缺的技能。今天，我們將系統地學習Python中的文件操作，涵蓋最常見的文本文件、CSV文件和JSON文件的讀寫方法。

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為什么需要文件操作？

• 持久化數據: 程序運行結束后，內存中的數據會丟失。文件可以將數據長期保存在硬盤上。
• 數據交換: 程序之間、程序與用戶之間可以通過文件共享數據（如配置文件、數據導出/導入）。
• 處理外部數據: 讀取日志文件、分析數據集、抓取網頁內容等都需要文件操作。

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1. 基礎：文本文件的讀寫

文本文件（如 .txt）是最簡單的文件類型，內容由字符組成。

核心概念：文件對象與上下文管理器

在Python中，我們通過 open() 函數打開文件，它會返回一個文件對象。操作完成后，必須使用 close() 方法關閉文件，以釋放系統資源。

然而，更推薦、更安全的方式是使用 with 語句（上下文管理器）。它能確保無論操作成功與否，文件都會被自動、正確地關閉。

打開模式 (mode)

open() 函數的 mode 參數決定了文件的打開方式：

• 'r': 讀取 (Read) - 默認模式。文件必須存在。
• 'w': 寫入 (Write) - 如果文件存在，內容會被覆蓋；如果不存在，會創建新文件。
• 'a': 追加 (Append) - 寫入內容會添加到文件末尾。如果文件不存在，會創建新文件。
• 'r+': 讀取和寫入。
• 'w+': 寫入和讀取（覆蓋模式）。
• 'a+': 追加和讀取。
• 'b': 二進制模式 - 通常與其他模式結合，如 'rb', 'wb'，用于處理非文本文件（如圖片、音頻）。

讀取文本文件

# 方法1：使用 with 語句 (推薦)
filename = "example.txt"try:with open(filename, 'r', encoding='utf-8') as file:# 讀取整個文件內容content = file.read()print("整個文件內容:")print(content)# 或者逐行讀取 (適用于大文件)# file.seek(0)  # 如果之前用過 read(), 需要重置文件指針到開頭# print("\n逐行讀取:")# for line in file:#     print(line.strip())  # strip() 去除行尾的換行符except FileNotFoundError:print(f"文件 {filename} 未找到！")
except IOError:print(f"讀取文件 {filename} 時發生錯誤！")

寫入文本文件

filename = "output.txt"
content_to_write = "這是要寫入文件的第一行。\n"
more_content = "這是第二行。\n"try:# 'w' 模式：覆蓋寫入with open(filename, 'w', encoding='utf-8') as file:file.write(content_to_write)  # 寫入字符串file.write(more_content)# 'a' 模式：追加寫入with open(filename, 'a', encoding='utf-8') as file:file.write("這是追加的第三行。\n")print(f"內容已成功寫入 {filename}")except IOError:print(f"寫入文件 {filename} 時發生錯誤！"