Python文件流操作详解：高效读写与异常处理384

Python 提供了强大的文件流操作功能，方便开发者高效地读写各种类型的文件。本文将深入探讨 Python 中的文件流操作，涵盖文件打开模式、读取和写入方法、迭代器、缓冲区以及异常处理等重要方面，并结合实际案例进行讲解，帮助读者掌握高效、可靠的文件操作技巧。

一、 文件打开模式

在 Python 中，使用 `open()` 函数打开文件，该函数接受两个主要参数：文件名和模式。模式决定了文件的打开方式，常用的模式包括：
'r': 读取模式 (默认)。如果文件不存在，则引发 `FileNotFoundError` 异常。
'w': 写入模式。如果文件存在，则清空文件内容；如果文件不存在，则创建文件。
'x': 排他写入模式。如果文件存在，则引发 `FileExistsError` 异常；如果文件不存在，则创建文件。
'a': 追加模式。如果文件存在，则在文件末尾追加内容；如果文件不存在，则创建文件。
'b': 二进制模式。用于处理二进制文件，例如图像、音频等。
't': 文本模式 (默认)。用于处理文本文件。
'+': 更新模式。允许同时读取和写入文件。

例如，打开一个名为 `` 的文本文件进行读取：```python
file = open("", "r")
```

打开一个名为 `` 的二进制文件进行写入：```python
file = open("", "wb")
```

二、 读取文件

Python 提供多种方法读取文件内容：
read(): 读取整个文件内容到一个字符串中。
readline(): 读取文件中的一行。
readlines(): 读取所有行到一个列表中。
迭代器:

使用迭代器读取文件是最有效率的方法，特别是对于大型文件：```python
with open("", "r") as file:
for line in file:
print(()) # strip() 去除行尾的换行符
```

with 语句确保文件在使用完毕后自动关闭，即使发生异常。

三、 写入文件

使用 `write()` 方法写入文件。需要注意的是，写入的内容必须是字符串。对于二进制文件，需要使用 `bytes()` 函数将数据转换为字节流。```python
with open("", "w") as file:
("This is a test line.")
("Another line.")
```

写入二进制数据：```python
with open("", "wb") as file:
(b'\x00\x01\x02') # b''表示字节字符串
```

四、 文件缓冲区

Python 文件操作默认使用缓冲区，将数据临时存储在内存中，然后批量写入磁盘。这提高了写入效率。可以使用 `flush()` 方法强制将缓冲区中的数据写入磁盘。```python
with open("", "w") as file:
("Some data")
() # 强制刷新缓冲区
```

五、 异常处理

文件操作可能会引发各种异常，例如 `FileNotFoundError`、`IOError`、`PermissionError` 等。使用 `try...except` 块处理异常，提高程序的健壮性：```python
try:
with open("", "r") as file:
contents = ()
except FileNotFoundError:
print("File not found.")
except IOError as e:
print(f"An IOError occurred: {e}")
```

六、 上下文管理器和资源管理

推荐始终使用 `with` 语句打开文件，它是一个上下文管理器，确保文件在代码块执行完毕后自动关闭，即使发生异常。这避免了资源泄漏，提高了代码的可读性和安全性。

七、 处理大型文件

对于大型文件，逐行读取是最佳实践，避免将整个文件加载到内存中，从而防止内存溢出。 可以使用生成器函数来提高效率：```python
def read_large_file(filename):
with open(filename, 'r') as f:
for line in f:
yield ()
for line in read_large_file(""):
# process each line
pass
```

总结

本文详细介绍了 Python 文件流操作的各种方法和技巧，包括文件打开模式、读取和写入方法、缓冲区管理、异常处理以及大型文件处理。掌握这些知识，可以帮助开发者编写高效、可靠且易于维护的文件操作代码。

2025-05-19

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