Python文件操作详解：从基础读写到目录管理

Python文件操作概述

程序运行期间，变量、序列和对象是存储数据的便捷方式，但这些数据仅存在于内存中，程序终止后便会丢失。若需让数据在程序结束后依然保存，必须将数据持久化到文件中。

Python内置了文件对象及操作文件和目录的模块，利用这些工具可以便捷地将数据保存至文本文件等各类文件中。

文件的基本概念

一、文件的概念

在计算机系统中，文件以二进制形式存储在磁盘上。

文件主要划分为文本文件和二进制文件两类。

1、文本文件

这类文件可通过文本编辑软件查看，尽管其本质仍是二进制数据，例如Python源代码文件。

2、二进制文件

二进制文件的内容并非供人类直接阅读，而是供其他软件解析使用，如图片、音频和视频文件。此类文件无法通过文本编辑软件直接查看。

Python提供了多种文件操作方式，常见操作包括创建、删除、修改权限、读取和写入等。这些操作大致可分为两类：

删除与修改权限：针对文件本身进行，属于系统级操作。 写入与读取：针对文件内容进行操作，是文件最常用的应用级操作。

文件的基本操作步骤

二、文件的基本操作

1、操作文件的步骤

文件的应用级操作通常包含以下三个步骤，每一步均需借助相应函数实现：

打开文件：使用open()函数，该函数返回一个文件对象；

对已打开的文件执行读/写操作：读取内容可使用read()、readline()及readlines()函数；写入内容则使用write()函数。

关闭文件：完成读/写操作后，必须调用close()函数关闭文件。

open函数与打开模式详解

2、打开文件的方式

在Python中操作文件，首先需创建或打开指定文件并生成文件对象，这可通过内置的open()函数完成。

语法如下：

• file = open(file_name [, mode='r' [ , buffering=-1 [ , encoding = None ]]])
• file：表示创建的文件对象。
• file_name：指定要创建或打开的文件名称。
• mode：指定文件的打开模式，默认为只读（r）模式。
• buffering：指定读写操作时是否使用缓冲区。
• encoding：手动设定打开文件时的编码格式，不同平台默认值不同，例如Windows默认为cp936（即GBK编码）。

打开文件的常用模式

文件打开方式

open()是否需要缓冲区

通常建议在使用open()函数时保持缓冲区开启，即不修改buffering参数的默认值。

若buffering参数值为0（或False），表示打开文件时不使用缓冲区；若值为大于1的整数，则该整数指定缓冲区大小（单位：字节）；若值为负数，则使用默认缓冲区大小。

目前计算机内存的I/O速度远高于外设（如键盘、鼠标、硬盘）的I/O速度。若不使用缓冲区，程序执行I/O操作时，内存与外设需同步读写，即内存必须等待外设输入（输出）一个字节后才能继续，导致程序大部分时间处于等待状态。

使用缓冲区时，程序执行输出操作会将数据先写入缓冲区，随后继续执行其他操作，由外设自行读取处理；执行输入操作时，先等待外设将数据读入缓冲区，无需与外设同步读写。

文件读取方法：read与readline

3、read 方法 —— 读取文件

read方法可一次性读入并返回文件的所有内容。

read() 函数的基本语法格式如下：

file.read([size])

其中，file表示已打开的文件对象；size为可选参数，指定一次最多读取的字符（字节）数，省略时默认一次性读取所有内容。

若忘记关闭文件，会导致系统资源消耗，并影响后续对文件的访问。

注意：read方法执行后，文件指针会移动到文件末尾。

示例：

# 1. 打开 - 文件名需要注意大小写 file = open("README")

# 2. 读取 text = file.read() print(text)

# 3. 关闭 file.close()

在开发中，通常先编写打开和关闭的代码，再编写中间针对文件的读/写操作。

4、按行读取文件内容

read方法默认将文件所有内容一次性读取到内存。

若文件过大，会严重占用内存。

readline方法可一次读取一行内容，包含末尾的换行符“\n”。方法执行后，文件指针移动至下一行，准备再次读取。

file.readline([size])

其中，file为打开的文件对象；size为可选参数，指定读取每一行时一次最多读取的字符（字节）数。

读取大文件的正确姿势

# 打开文件
file = open("README")
while True:
  # 读取一行内容
  text = file.readline()
  # 判断是否读到内容
  if not text:
    break
  # 每读取一行的末尾已经有了一个 `\n`
  print(text, end="")
# 关闭文件
file.close()

示例：

小文件复制

# 1. 打开文件
file_read = open("README")
file_write = open("README[复件]", "w")

# 2. 读取并写入文件
text = file_read.read()
file_write.write(text)

# 3. 关闭文件
file_read.close()
file_write.close()

大文件复制

# 1. 打开文件
file_read = open("README")
file_write = open("README[复件]", "w")

# 2. 读取并写入文件
while True:
  # 每次读取一行
  text = file_read.readline()

  # 判断是否读取到内容
  if not text:
    break

  file_write.write(text)

# 3. 关闭文件
file_read.close()
file_write.close()

对于按行读取文件，还有readlines()函数。

readlines()函数用于读取文件中的所有行，与调用不指定size参数的read()函数类似，但该函数返回一个字符串列表，每个元素为文件中的一行内容。

与readline()函数一样，readlines()函数在读取每一行时，会连同行尾的换行符一块读取。

文件指针的管理与影响

5、文件指针

文件指针可理解为标记，指示从哪个位置开始读取数据。

首次打开文件时，文件指针通常指向文件开始位置；执行read方法后，文件指针默认移动至读取内容的末尾。

如果执行了一次read方法读取了所有内容，再次调用read方法还能获得内容吗？

答案是不能。第一次读取后，文件指针已移动至文件末尾，再次调用不会读取到任何内容。

# 首先在 README 文件中写了8个1 # 1. 打开 - 文件名需要注意大小写 file = open("README") # 2. 读取 text = file.read() print(text) text = file.read() print("-" * 10) print(text) # 3. 关闭 file.close() #1111111 #---------- #

文件写入与缓冲区刷新

6、向文件中写入数据

Python文件对象提供了write()函数，可向文件中写入指定内容。该函数的语法格式如下：

file.write(string) 在写入文件完成后，务必调用close()函数关闭打开的文件，否则写入的内容不会保存到文件中。

这是因为，写入文件内容时，操作系统不会立即将数据写入磁盘，而是先缓存起来；只有调用close()函数时，操作系统才会确保将未写入的数据全部写入磁盘文件。

写入文件示例：

# 打开文件 f = open("README", "w")

f.write("hello python！\n") f.write("今天天气真好")

# 关闭文件 f.close()

若写入数据后不想立即关闭文件，可调用文件对象提供的flush()函数，将缓冲区数据写入文件。

f = open("a.txt", 'w') f.write("写入一行新数据") f.flush()

使用os模块进行文件目录管理

三、文件/目录的常用管理操作

在终端或文件浏览器中可执行常规的文件/目录管理操作，如创建、重命名、删除、改变路径、查看目录内容等。

在Python中，若希望通过程序实现上述功能，需导入os模块。

1、文件操作

2、目录操作

文件或者目录的操作都支持相对路径和绝对路径。

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持本站。