🍀引言

Python作為一門功能強大且易于學習的編程語言，在文件操作和輸入輸出方面提供了豐富的功能和工具。本文將從基礎知識開始，逐步深入探討Python中的文件操作和輸入輸出技術，幫助讀者在編程過程中更好地利用這些功能。

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🍀文件操作基礎

在Python中，文件操作是一項重要的任務。我們首先要了解如何打開、讀取和寫入文件。

• 打開文件：
  使用open()函數可以打開一個文件，并返回一個文件對象。你可以指定文件路徑、文件名以及打開模式（讀取、寫入等）。

file_path = 'example.txt'
file = open(file_path, 'r')  # 以只讀模式打開文件

• 讀取文件內容：
  通過文件對象的read()方法可以讀取文件的內容。你可以一次性讀取整個文件，也可以逐行讀取。

content = file.read()  # 讀取整個文件內容

• 寫入文件內容
  使用文件對象的write()方法可以將數據寫入文件。需要注意的是，寫入操作默認會覆蓋文件原有內容，如果要追加內容，可以使用追加模式。

output_file = open('output.txt', 'w')  # 以寫入模式打開文件
output_file.write("Hello, world!")

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🍀上下文管理器與文件自動關閉

Python引入了上下文管理器，讓文件操作更加便捷。通過with語句打開文件，當代碼塊執行完畢后，文件會自動關閉，避免了手動關閉文件可能引發的問題。

with open('example.txt', 'r') as file:content = file.read()
# 文件會在代碼塊執行完畢后自動關閉

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🍀文件的迭代與逐行讀取

Python允許你將文件對象當作迭代器來使用，逐行讀取文件內容

with open('example.txt', 'r') as file:for line in file:print(line)

🍀文件的其他常見操作

除了基本的讀寫操作，還有其他有用的文件操作方法，比如獲取文件大小、判斷文件是否存在等。

import osfile_size = os.path.getsize('example.txt')  # 獲取文件大小
file_exists = os.path.exists('example.txt')  # 判斷文件是否存在

🍀輸入輸出基礎

在Python中，通過標準輸入和標準輸出可以進行基本的輸入和輸出操作。

• 標準輸入：
  使用input()函數可以從標準輸入獲取用戶輸入的內容。

name = input("請輸入你的名字：")
print("你好，", name)

• 標準輸出：
  使用print()函數可以將內容輸出到標準輸出。

print("Hello, world!")

🍀 文件輸入輸出

with open('output.txt', 'w') as file:file.write("Hello, world!")

🍀格式化輸出

使用格式化字符串，你可以將變量的值插入到輸出文本中。

age = 25
print("我今年{}歲。".format(age))

🍀高級文件操作

Python的標準庫和第三方庫提供了更多高級的文件操作功能，例如處理CSV、JSON、XML等格式的文件，以及在網絡上下載文件等

🍀學生管理系統案例

功能要求：

添加學生姓名和成績。
顯示所有學生的姓名和成績。
將學生信息保存到文件。
從文件中加載學生信息。

class Student:def __init__(self, name, score):self.name = nameself.score = scoredef __str__(self):return f"姓名: {self.name}, 成績: {self.score}"def add_student(students):name = input("請輸入學生姓名: ")score = float(input("請輸入學生成績: "))student = Student(name, score)students.append(student)print("學生信息已添加。")def display_students(students):print("學生信息:")for student in students:print(student)def save_to_file(students, file_path):with open(file_path, 'w') as file:for student in students:file.write(f"{student.name},{student.score}\n")print("學生信息已保存。")def load_from_file(file_path):students = []try:with open(file_path, 'r') as file:for line in file:name, score = line.strip().split(',')students.append(Student(name, float(score)))except FileNotFoundError:passreturn studentsdef main():students = load_from_file('students.txt')while True:print("\n學生成績管理系統")print("1. 添加學生信息")print("2. 顯示學生信息")print("3. 保存學生信息到文件")print("4. 退出")choice = input("請選擇操作：")if choice == '1':add_student(students)elif choice == '2':display_students(students)elif choice == '3':save_to_file(students, 'students.txt')elif choice == '4':print("感謝使用學生成績管理系統！")breakelse:print("無效的選擇，請重新輸入。")if __name__ == "__main__":main()

運行結果如下

這個案例實現了一個簡單的學生成績管理系統，你可以根據提示選擇不同的操作。通過輸入和輸出，你可以添加學生信息、顯示學生信息、保存學生信息到文件，并從文件加載學生信息。這個案例綜合應用了前面介紹的文件操作、輸入輸出以及類的概念。
在運行案例時，你可以輸入學生的姓名和成績，然后選擇顯示學生信息、保存信息到文件或退出系統。學生信息會被保存到文件中，下次運行程序時可以加載之前保存的信息。
通過這個案例，你可以更好地理解文件操作和輸入輸出在實際項目中的應用，同時也加深對類和對象的理解。你可以根據這個案例的基礎上進行拓展，添加更多功能，如成績統計、成績排序等。

🍀結語

文件操作和輸入輸出是Python編程中不可或缺的一部分。本文介紹了文件操作的基本方法，以及如何使用上下文管理器來確保文件的正確關閉。此外，我們還探討了輸入輸出的基本方法和格式化輸出。通過掌握這些基礎知識，你將能夠更自如地處理文件和數據輸入輸出，為你的Python編程之旅奠定堅實的基礎。

無論是處理文本文件、日志文件，還是與用戶進行交互，Python的文件操作和輸入輸出功能都將伴隨著你的編程旅程，為你提供強大的支持。在掌握了這些基礎之后，你還可以深入學習更多高級的文件處理技術，為你的項目開發帶來更多可能性。

挑戰與創造都是很痛苦的，但是很充實。