Python文件操作笔记

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文件操作基础
文件读取操作
文件写入操作
文件夹操作
路径操作
文件复制和移动
实用技巧
常见错误和注意事项
练习示例

文件操作基础

1.1 打开文件的基本语法

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# 基本语法
file = open('filename.txt', 'mode')
# 操作文件
file.close()

# 推荐使用with语句（自动关闭文件）
with open('filename.txt', 'mode') as file:
    # 文件操作
    pass

1.2 文件打开模式

模式	说明	示例
`'r'`	只读模式（默认）	`open('file.txt', 'r')`
`'w'`	写入模式（覆盖原文件）	`open('file.txt', 'w')`
`'a'`	追加模式	`open('file.txt', 'a')`
`'x'`	独占创建模式	`open('file.txt', 'x')`
`'b'`	二进制模式	`open('file.txt', 'rb')`
`'t'`	文本模式（默认）	`open('file.txt', 'rt')`

1.3 编码设置

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# 指定编码格式（推荐）
with open('file.txt', 'r', encoding='utf-8') as file:
    content = file.read()

# 常见编码格式
# utf-8: 支持中文和特殊字符
# gbk: 中文编码
# ascii: 英文编码

文件读取操作

2.1 读取整个文件

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# 读取整个文件内容
with open('file.txt', 'r', encoding='utf-8') as file:
    content = file.read()
    print(content)

2.2 逐行读取

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# 方法1：使用for循环
with open('file.txt', 'r', encoding='utf-8') as file:
    for line in file:
        print(line.strip())  # strip()去除行末换行符

# 方法2：使用readlines()
with open('file.txt', 'r', encoding='utf-8') as file:
    lines = file.readlines()
    for line in lines:
        print(line.strip())

2.3 读取指定字节数

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# 读取前100个字符
with open('file.txt', 'r', encoding='utf-8') as file:
    content = file.read(100)
    print(content)

2.4 读取JSON文件

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import json

# 读取JSON文件
with open('data.json', 'r', encoding='utf-8') as file:
    data = json.load(file)
    print(data['name'])
    print(data['age'])

文件写入操作

3.1 写入文本

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# 写入文本（会覆盖原文件）
with open('output.txt', 'w', encoding='utf-8') as file:
    file.write('Hello, World!\n')
    file.write('这是第二行\n')
    file.write('这是第三行\n')

3.2 追加内容

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# 追加内容到文件末尾
with open('output.txt', 'a', encoding='utf-8') as file:
    file.write('这是追加的内容\n')
    file.write('追加模式不会覆盖原文件\n')

3.3 写入多行

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# 写入多行内容
lines = ['第一行\n', '第二行\n', '第三行\n']
with open('output.txt', 'w', encoding='utf-8') as file:
    file.writelines(lines)

3.4 写入JSON文件

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import json

data = {
    'name': '张三',
    'age': 25,
    'city': '北京',
    'hobbies': ['读书', '游泳', '编程']
}

with open('data.json', 'w', encoding='utf-8') as file:
    json.dump(data, file, ensure_ascii=False, indent=2)

文件夹操作

4.1 创建文件夹

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import os

# 创建单个文件夹
os.mkdir('new_folder')

# 创建多层文件夹
os.makedirs('parent/child/grandchild', exist_ok=True)
# exist_ok=True: 如果文件夹已存在，不会报错

4.2 删除文件夹

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import os
import shutil

# 删除空文件夹
os.rmdir('empty_folder')

# 删除文件夹及其内容
shutil.rmtree('folder_to_delete')

4.3 列出文件夹内容

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import os

# 列出当前目录内容
print(os.listdir('.'))

# 列出指定目录内容
print(os.listdir('/path/to/directory'))

# 区分文件和文件夹
for item in os.listdir('.'):
    if os.path.isfile(item):
        print(f"文件: {item}")
    elif os.path.isdir(item):
        print(f"文件夹: {item}")

4.4 遍历文件夹

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import os

# 遍历文件夹及其子文件夹
for root, dirs, files in os.walk('.'):
    print(f'当前目录: {root}')
    print(f'子目录: {dirs}')
    print(f'文件: {files}')
    print('-' * 30)

路径操作

5.1 路径拼接

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import os

# 路径拼接（跨平台兼容）
path = os.path.join('folder', 'subfolder', 'file.txt')
print(path)  # Windows: folder\subfolder\file.txt
             # Linux/Mac: folder/subfolder/file.txt

5.2 路径信息获取

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import os

file_path = '/path/to/file.txt'

# 获取文件名
filename = os.path.basename(file_path)
print(filename)  # file.txt

# 获取目录名
dirname = os.path.dirname(file_path)
print(dirname)  # /path/to

# 获取文件扩展名
extension = os.path.splitext(file_path)[1]
print(extension)  # .txt

# 检查文件是否存在
exists = os.path.exists(file_path)
print(exists)  # True/False

5.3 使用pathlib（现代Python推荐）

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from pathlib import Path

# 创建路径对象
file_path = Path('folder/subfolder/file.txt')

# 路径信息
print(f"文件路径: {file_path}")
print(f"文件名: {file_path.name}")
print(f"文件扩展名: {file_path.suffix}")
print(f"父目录: {file_path.parent}")
print(f"是否存在: {file_path.exists()}")
print(f"文件大小: {file_path.stat().st_size} 字节")

# 路径拼接
new_path = Path('folder') / 'subfolder' / 'file.txt'

文件复制和移动

6.1 复制文件

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import shutil

# 复制文件
shutil.copy('source.txt', 'destination.txt')

# 复制文件夹
shutil.copytree('source_folder', 'destination_folder')

6.2 移动文件

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import shutil

# 移动文件或文件夹
shutil.move('old_location.txt', 'new_location.txt')

6.3 重命名文件

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import os

# 重命名文件
os.rename('old_name.txt', 'new_name.txt')

实用技巧

7.1 文件备份

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import shutil
from datetime import datetime

# 创建带时间戳的备份
timestamp = datetime.now().strftime('%Y%m%d_%H%M%S')
backup_name = f'file_backup_{timestamp}.txt'
shutil.copy('original.txt', backup_name)

7.2 批量处理文件

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import os

# 批量重命名文件
folder = 'images'
for filename in os.listdir(folder):
    if filename.endswith('.jpg'):
        new_name = f'photo_{filename}'
        os.rename(os.path.join(folder, filename), 
                 os.path.join(folder, new_name))

7.3 文件监控

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import os
import time

# 监控文件变化
def monitor_file(file_path):
    last_modified = os.path.getmtime(file_path)
    while True:
        current_modified = os.path.getmtime(file_path)
        if current_modified != last_modified:
            print(f"文件 {file_path} 已被修改")
            last_modified = current_modified
        time.sleep(1)

常见错误和注意事项

8.1 常见错误

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# ❌ 错误：忘记关闭文件
file = open('test.txt', 'r')
content = file.read()
# 忘记 file.close()

# ✅ 正确：使用with语句
with open('test.txt', 'r') as file:
    content = file.read()

# ❌ 错误：文件不存在时读取
with open('nonexistent.txt', 'r') as file:
    content = file.read()

# ✅ 正确：检查文件是否存在
if os.path.exists('nonexistent.txt'):
    with open('nonexistent.txt', 'r') as file:
        content = file.read()

8.2 编码问题

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# ❌ 错误：不指定编码可能导致乱码
with open('chinese.txt', 'r') as file:
    content = file.read()

# ✅ 正确：指定编码
with open('chinese.txt', 'r', encoding='utf-8') as file:
    content = file.read()

8.3 权限问题

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# 检查文件权限
import os

if os.access('file.txt', os.R_OK):
    print("文件可读")
if os.access('file.txt', os.W_OK):
    print("文件可写")

练习示例

9.1 简单文件操作练习

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# 练习1：创建学生信息文件
students = [
    {'name': '张三', 'age': 20, 'grade': 85},
    {'name': '李四', 'age': 21, 'grade': 92},
    {'name': '王五', 'age': 19, 'grade': 78}
]

# 写入CSV格式
with open('students.csv', 'w', encoding='utf-8') as file:
    file.write('姓名,年龄,成绩\n')
    for student in students:
        file.write(f"{student['name']},{student['age']},{student['grade']}\n")

# 读取并计算平均分
total_grade = 0
count = 0
with open('students.csv', 'r', encoding='utf-8') as file:
    next(file)  # 跳过标题行
    for line in file:
        name, age, grade = line.strip().split(',')
        total_grade += int(grade)
        count += 1

average_grade = total_grade / count
print(f"平均分: {average_grade}")

9.2 文件夹整理练习

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import os
import shutil

# 练习2：按文件类型整理文件夹
def organize_files(source_dir):
    # 创建分类文件夹
    categories = {
        'images': ['.jpg', '.jpeg', '.png', '.gif'],
        'documents': ['.pdf', '.doc', '.docx', '.txt'],
        'videos': ['.mp4', '.avi', '.mov'],
        'music': ['.mp3', '.wav', '.flac']
    }
    
    for category in categories:
        os.makedirs(os.path.join(source_dir, category), exist_ok=True)
    
    # 移动文件
    for filename in os.listdir(source_dir):
        if os.path.isfile(os.path.join(source_dir, filename)):
            file_ext = os.path.splitext(filename)[1].lower()
            
            for category, extensions in categories.items():
                if file_ext in extensions:
                    src = os.path.join(source_dir, filename)
                    dst = os.path.join(source_dir, category, filename)
                    shutil.move(src, dst)
                    break

# 使用示例
organize_files('downloads')

📝 总结

重要概念回顾

文件操作三步骤：打开 → 操作 → 关闭
推荐使用with语句：自动处理文件关闭
指定编码格式：避免中文乱码问题
路径操作：使用os.path或pathlib
错误处理：检查文件是否存在和权限

常用模块

os: 操作系统接口，文件和目录操作
shutil: 高级文件操作（复制、移动）
pathlib: 现代路径操作（Python 3.4+）
json: JSON文件读写
datetime: 时间相关操作

最佳实践

总是使用with语句处理文件
指定正确的编码格式
检查文件是否存在再操作
使用pathlib进行路径操作
适当处理异常情况

🔗 相关资源

声明

该文章为学习过程中的笔记，目的是防止自己忘记，也为了方便随时随地查阅。其中大部分内容收集于互联网。