- 第 101 篇 -
Date: 2025 - 05 - 26
Author: 鄭龍浩/仟墨

Python - 文件部分

學習時間: 2025-05-19

一 文件與路徑

1 文本文件

• 可以使用 文本編輯軟件 查看的文件
• 本質上還是二進制文件
• C 的源文件，Python 的源文件 也是文本文件
• \r 表示回車
• \n 表示換行

2 二進制文件

• 保存的內容不可直接給人閱讀，而是使用提供的 其他專門的 軟件 內容才能讓人看懂

  比如要看圖片，要用專門的軟件打開 圖片閱讀文件，音頻和視頻同理

• Eg: 圖片文件、音頻文件、視頻文件…

• 二進制文件不能直接使用 文本文件軟件 進行查看，比如不能使用 記事本 直接打開圖片或者視頻，否則會亂碼

3 編碼格式

① 常見編碼格式

• ASCII: 最早的編碼，只能表示英文字符和一些特殊符號
• UTF-8: 最常用的Unicode編碼，可以表示幾乎所有語言的字符
• GBK: 中文編碼，主要用于簡體中文
• ISO-8859-1: 西歐語言編碼

② 指定編碼格式

在Python中打開文件時，可以通過encoding參數指定編碼格式：

# 以UTF-8編碼打開文件
file = open("example.txt", "r", encoding="utf-8")# 以GBK編碼打開文件
file = open("example.txt", "r", encoding="gbk")

③ 最佳格式

• 推薦使用UTF-8編碼，它是跨平臺、跨語言的最佳選擇

• 在Python文件開頭添加編碼聲明：

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

④ 處理編碼錯誤

# 忽略無法解碼的字符
with open('file.txt', 'r', encoding='utf-8', errors='ignore') as f:content = f.read()# 替換無法解碼的字符
with open('file.txt', 'r', encoding='utf-8', errors='replace') as f:content = f.read()

4 絕對路徑

路徑分為絕對路徑、相對路徑

• 絕對路徑：從文件系統的根目錄開始的完整路徑

  C:\Users\Name\Documents\file.txt
  在Python讀取的時候斜杠要反著來
  C:/Users/Name/Documents/file.txt
  

5 相對路徑

基本寫法

• file.txt - 當前目錄下的文件
• data/file.txt - 當前目錄的data子目錄中的文件
• ./config.ini - 顯式表示當前目錄下的文件（等同于config.ini）

返回上級目錄

• ../ - 返回上一級目錄
  • ../settings.ini - 上級目錄中的文件
  • ../../file.txt - 上兩級目錄中的文件

組合路徑

• ../logs/app.log - 上級目錄的logs子目錄中的文件
• ./../shared/data.txt - 先當前目錄，再上級，然后進入shared目錄

二 操作文件的函數和方法

Python 中操作文件需要記住1個函數和3個方法

函數方法	名	說明
函數	open	打開文件，并且返回文件操作對象
方法	read	將文件內容讀取到內存
方法	write	將指定內容寫入文件
方法	close	關閉文件
方法	find	查找內容，返回索引

三 操作文件基本套路

1. 打開文件

   open函數的第一個參數是要打開的文件名（文件名區分大小寫）

   • 如果文件存在，返回文件操作對象
   • 如果文件不存在，會拋出異常

2. 讀、寫文件

   • 讀：將文件內容讀入內存

     read方法可以一次性讀入并返回文件的所有內容

   • 寫：將內存內存寫入文件

     write

3. 關閉文件

   close方法負責關閉文件

   • 如果忘記關閉文件，會造成系統資源耗盡，而且會影響到后續對文件的訪問
   • 方法執行后，會把文件指針移動到文件的末尾

三個步驟

# 1 打開文件
file = open("文件路徑", '打開方式', encoding='文件編碼')
# 2 讀取
text = file.read()
# 3 關閉
file.close() # 千萬不要忘記關閉文件

四 文件指針

1 文件指針的基本介紹

• 文件指針標記從哪個位置開始讀取數據

• 第一次打開文件的時候，通常文件指針會之指向文件的開始位置

• 當執行了 read 方法后，文件指針會移動到讀取內容的末尾

  默認情況下會移動到 文件末尾

2 注意：第二次調用 read 方法的時候讀取不到內容

• 如果執行了一次 read 方法，讀取了所有的內容，那么再次調用 read 方法的時候，不可以獲取到內容！！！！
• 因為 第一次讀取之后，文件指針移動到了文件的末尾，再次調用的時候是從文件的末尾開始讀取的，所以不會讀取到任何的內容

3 seek(offset, whence)和 tell()

• seek(offset, whence)：移動文件指針
  • whence=0：從文件開頭計算（默認）
  • whence=1：從當前位置計算
  • whence=2：從文件末尾計算
• tell()：返回當前文件指針位置

with open('file.txt', 'r') as f:print(f.tell())  # 輸出：0f.seek(5)  # 移動到第5個字節print(f.tell())  # 輸出：5

五 打開文件的方式

1 基本語法

open 函數默認以 只讀方式 打開文件，并且返回文件對象

file = open("文件路徑", "訪問方式", "文件編碼")

2 訪問方式

• 如果只需要讀的話，第二個參數可以不用寫

訪問方式	說明
r	以 只讀 的方式打開文件。如果文件存在，文件指針將會放在文件的開頭，這是默認模式。如果文件不存在，會拋出異常
w	以 只寫 的方式打開文件。如果文件存在，如果寫入，文件內容會被覆蓋。如果文件不存在，創建新的文件
a	以 追加 的方式打開文件。如果文件存在，文件指針將會放在文件的結尾。如果文件不存在，創建新的文件進行寫入
r+	以 讀寫 的方式打開文件。如果文件存在，文件指針將會放在文件的開頭。如果文件不存在，會拋出異常
w+	以 讀寫 的方式打開文件。如果文件存在，如果寫入，文件內容會被覆蓋。如果文件不存在，創建新的文件進行寫入
a+	以 讀寫 的方式打開文件。如果文件存在，文件指針將會放在文件的結尾。如果文件不存在，創建新的文件進行寫入

頻繁的移動文件指針，會影響文件的讀寫效率，開發中更多的時候會以 只讀、只寫 的方式來操作文件

六 讀取文件內容

（1）一次性讀取文件內容

# 打開文件,并讓file存儲文件指針
file = open('源文件') # 或 open('文件', 'r')  效果是等效的test = file.read() 
print(test)
# 關閉文件(必須執行)
file.close()# 打印結果
1234567
abcde
aaaaa
bbbbbbbbb

（2）readline按行讀取文件內容

1 前言

• read 方法默認會把文件的 所有內容一次性讀取到內存
• 如果文件太大，對內存的占用會非常嚴重

2 readline 方法

• readline方法可以一次讀取一行的內容
• readline方法執行后，會把 文件指針 移動到 下一行，準備下次讀取
• readline方法可以利用循環也可以把一個很大的文件一次性讀取出來

“源文件”文件

1234567
abcde
aaaaa
bbbbbbbbb

test1.py文件

# 打開文件,并讓file存儲文件指針
file = open('源文件') # 或 open('文件', 'r')  效果是等效的
while True:# 每次循環，讀取一行test = file.readline() # 如果讀取到末尾的時候,返回空字符串''# 判斷是否讀取到內容  如果文件指針指向結尾，則braekif not test: # 如果 not '' 則為 Truebreakprint(test, end = '')
# 關閉文件(必須執行)
file.close()# 打印結果
1234567
abcde
aaaaa
bbbbbbbbb

（3）使用for lline int file遍歷文件內容

# 打開文件,并讓file存儲文件指針
file = open('源文件') # 或 open('文件', 'r')  效果是等效的
for line in file:print(line, end = '') # 如果寫的是 print(line) 會每一行下面多打印行空格，因為print會自動打印一行空格
# 關閉文件(必須執行)
file.close()# 打印結果
1234567
abcde
aaaaa
bbbbbbbbb

（4）read(n) 與 readline(n) 可以寫參數，n表示讀取多少個字符

file.read(5)只打印前5個字符

# 打開文件,并讓file存儲文件指針
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)
# 關閉文件(必須執行)
file.close()# 打印結果
12345

七 文件復制

1 小文件復制

（1 ）步驟

1. 打開源文件和目標文件
   • 源文件以只讀方式打開
   • 目標文件以只寫方式打開
2. 將原文件的中的內容讀取出來
3. 將讀取出來的內容寫入到目標文件
4. 關閉兩個文件

（2 ）具體實現

源文件

1234567
abcde
aaaaa
bbbbbbbbb

目標文件

復制以后，該文件內容與源文件相同

test2.py

# 1 打開文件
file_read = open('源文件')
file_write = open('目標文件', 'w')
# 2 讀寫文件
text = file_read.read()
text2 = file_write.write(text)
# 3 關閉打開的
file_read.close()
file_write.close()

2 大文件復制

因為文件太大，如果一次性讀取出來的話會占用大量的內存空間，所以分行復制，一行一行的復制

（1）步驟

1. 打開源文件和目標文件
   • 源文件以只讀方式打開
   • 目標文件以只寫方式打開
2. 按照一行一行的形式將源文件中的內容復制到目標文件當中去
3. 關閉兩個文件

（2）具體實現

# 1 打開文件
file_read = open('源文件')
file_write = open('目標文件', 'w')
# 2 讀寫文件
while True:# 讀取一行內容text = file_read.readline()# 文件指針指向末尾，退出循環if not text:breaktext2 = file_write.write(text)
# 3 關閉打開的
file_read.close()
file_write.close()

八 文件/目錄的常用管理操作

1 基本介紹

• 在終端/文件瀏覽器中可以執行常規的 文件 / 目錄 管理操作，例如：

  創建、重命名、刪除、改變路徑、查看目錄內容…

• 在Python中，如果用上面的功能的話，需要導入 os 模塊

2 文件操作

方法名	說明	例子
rename	重命名文件	os.rename(源文件名，目標文件名)
remove	刪除文件	os.remove(文件名)

3 目錄操作

如下操作中，文件或者目錄操作都支持 相對路徑 和 絕對路徑

方法名	說明	例子
listdir	目標列表	os.listdir(目標名)
mikdir	創建目錄	os.mikdir(目標名)
rmdir	刪除目錄	os.rmdir(目標名)
getcwd	獲取當前目錄	os.getcwd()
chdir	修改工作目錄	os.chdir(目標目錄)
path.isdir	判斷是否是文件	os.path.isdir(文件路徑)

九 自動關閉文件的方法

只要離開了縮進范圍，就自動關閉了

1 打開一個文件

可以不手動寫 close 方法關閉文件

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

2 同時打開多個文件

with open('input.txt', 'r') as infile, open('output.txt', 'w') as outfile:data = infile.read()outfile.write(data.upper())
# 兩個文件都已自動關閉

十 文件刷新

一般來說不需要手動刷新

下面三種情況需要

• 實時日志記錄：如果程序可能崩潰，希望日志立即寫入硬盤，而不是一直在內存緩沖區

  with open("debug.log", "a") as f:f.write("Error: something went wrong!\n")f.flush()  # 確保日志立即寫入，即使程序崩潰
  

• 長時間運行的文件寫入：如果文件長時間不關閉，但希望內容盡快寫入硬盤。

  也就是如果大文件需要分批次寫入，就需要每隔一段時間就刷新一次。

  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，避免內存占用過高
  file.close()
  

• 多進程/多線程共享文件：如果另一個進程需要立即讀取剛寫入的內容，但文件尚未關閉。

下面的情況不需要手動刷新

• 正常情況：用 with 語句或正確調用了 close()，數據一定會寫入硬盤，無需手動 flush()。
• 小文件寫入：如果寫入的數據量小，緩沖區很快填滿，系統會自動刷新。
• 程序正常退出：Python 在程序結束時會自動刷新所有緩沖區

刷新步驟

# 1 打開文件
file = open("XX")
# 2 讀取
text = file.read()
# 3 刷新
flie.flush()
# 4 關閉
file.close() # 千萬不要忘記關閉文件