Python基础：文件操作，打开文件，读取文件和写入文件

Python 的文件操作非常灵活和友好，可以读写各种类型的文件，例如文本文件、二进制文件、图片、音视频等。

1 打开文件

在 Python 中，使用内置函数 open() 来打开文件。该函数有两个参数，第一个参数是文件路径（相对路径或绝对路径），第二个参数是打开方式。包括读取模式 （'r'）、写入模式（'w'）、追加模式（'a'）、二进制读取模式（'rb'）、二进制写入模式（'wb'）等。

例如，以下代码打开一个文件：

# 打开文件
f = open('test.txt', mode='r', encoding='utf-8')

以上代码中，我们使用 open() 函数打开了一个名为 test.txt 的文件，并以只读模式（'r'）打开，同时指定了文件编码方式为 'utf-8'。需要注意的是，如果在指定的路径下没有找到对应的文件，Python会报错。另外，如果文件指定的访问模式不正确，也会导致程序出现错误。

2 读取文件

1) 基于字符串的文件读取

Python 中最常用的基于字符串的文件读取方法是 read()、readline() 和 readlines()。下面我们将逐一介绍这三种方法。

1. read()

read() 方法可以一次性读取整个文件的内容，并返回一个字符串。例如，我们有一个名为 test.txt 的文件，其中包含了一些文本内容，那么我们可以通过以下代码读取该文件并打印其内容：

with open('test.txt', 'r') as f:
    content = f.read()
print(content)

以上代码中，我们首先使用 open() 函数打开文件 test.txt，并以只读模式（'r'）打开。接着，我们使用 read() 方法读取文件内容，并将读取到的内容存储到变量 content 中。最后，我们打印变量 content 的值，即可输出文件内容。

2. readline()

readline() 方法用于逐行读取文件内容，并返回一个字符串。例如，我们有一个名为 test.txt 的文件，其中包含了若干行文本内容，那么我们可以通过以下代码读取该文件并打印其内容：

with open('test.txt', 'r') as f:
    line = f.readline()
    while line:
        print(line.strip())
        line = f.readline()

以上代码中，我们首先使用 open() 函数打开文件 test.txt，并以只读模式（'r'）打开。接着，我们使用 readline() 方法读取文件的第一行内容，并将读取到的内容存储到变量 line 中。然后，我们使用一个 while 循环，在每次循环时输出变量 line 的值。注意，由于 readline() 方法会自动带入行末换行符，因此我们需要使用 strip() 方法去掉字符串尾部的空白符。

3. readlines()

readlines() 方法用于读取整个文件的所有行，并返回一个字符串列表。例如，我们有一个名为 test.txt 的文件，其中包含了若干行文本内容，那么我们可以通过以下代码读取该文件并打印其内容：

with open('test.txt', 'r') as f:
    lines = f.readlines()
    for line in lines:
        print(line.strip())

以上代码中，我们首先使用 open() 函数打开文件 test.txt，并以只读模式（'r'）打开。接着，我们使用 readlines() 方法读取文件的所有内容，并将读取到的内容存储到变量 lines 中。然后，我们使用一个 for 循环，在每次循环时输出 lines 列表中的每一项。同样地，由于 readlines() 方法会自动带入行末换行符，因此我们需要使用 strip() 方法去掉字符串尾部的空白符。

2) 基于字节的文件读取

Python 中的另一种常见的文件读取方法是基于字节的读取方法，即 read() 方法的参数变为了文件长度，以字节为单位，而返回值是一个二进制数据。我们可以使用 Python 的 struct 模块对这些二进制数据进行解析和转换。下面的示例演示了如何使用基于字节的方法读取文件：

import struct
with open('test.bin', 'rb') as f:
    data = f.read(4)
    x = struct.unpack('>i', data)
    print(x[0])

以上代码中，我们首先使用 open() 函数打开一个名为 test.bin 的二进制文件，并以二进制读取模式（'rb'）打开。接着，我们使用 read() 方法读取文件前四个字节的二进制数据，并将其存储到变量 data 中。然后，我们使用 struct.unpack() 方法将 data 转换为一个整数，并将其存储到变量 x 中。注意，struct.unpack() 方法返回的是一个元组，我们需要使用索引 [0] 取出其中的整数值。最后，我们打印变量 x 的值。

2 文件写入

除了文件读取外，Python 还提供了多种不同的方法来实现文件写入。文件写入主要包括两种模式：覆盖模式和追加模式。

1) 覆盖模式

在覆盖模式下，文件的原有内容会被新的内容完全替换掉。我们可以通过以下代码来向一个名为 test.txt 的文件中写入一些文本内容：

with open('test.txt', 'w') as f:
    f.write('hello world!\n')

以上代码中，我们首先使用 open() 函数打开一个名为 test.txt 的文件，并以只写模式（'w'）打开。接着，我们使用 write() 方法将字符串 'hello world!\n' 写入文件中。注意，由于在 Unix 系统中，每行文本的末尾需要添加一个换行符，因此我们需要在字符串尾部手动添加一个换行符。

2) 追加模式

在追加模式下，新的内容会被添加到文件的原有内容之后。我们可以通过以下代码来向一个名为 test.txt 的文件中追加一些文本内容：

with open('test.txt', 'a') as f:
    f.write('hello world again!\n')

以上代码中，我们首先使用 open() 函数打开一个名为 test.txt 的文件，并以追加模式（'a'）打开。接着，我们使用 write() 方法将字符串 'hello world again!\n' 写入文件中。由于在 Unix 系统中，每行文本的末尾需要添加一个换行符，因此我们需要在字符串尾部手动添加一个换行符。

至此，我们已经完成了文件操作的基础知识介绍。在实际的操作中，还有许多高级的文件操作技巧可以学习和掌握，希望大家能够深入学习文件操作相关的知识，提高编程技能。

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