Python文件流详解：打开、读取、写入及错误处理357

在Python中，文件I/O（输入/输出）操作是程序与外部文件进行交互的关键。高效且安全地处理文件流对于任何Python程序员来说都是必备技能。本文将深入探讨Python中的文件流，涵盖打开文件、读取文件内容、写入文件内容以及处理各种可能发生的错误等方面，并提供丰富的代码示例。

一、打开文件 (Opening Files)

Python使用内置函数open()来打开文件。该函数接受两个主要参数：文件名和模式。文件名可以是文件的绝对路径或相对路径。模式指定了如何打开文件，例如只读、写入或追加等。常见的模式包括：
'r': 读取模式 (默认)。文件必须存在，否则引发FileNotFoundError。
'w': 写入模式。如果文件存在，则覆盖其内容；如果文件不存在，则创建新文件。
'x': 排他写入模式。如果文件不存在，则创建新文件；如果文件已存在，则引发FileExistsError。
'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，则创建新文件。
'b': 二进制模式。用于处理二进制文件，例如图像或音频文件。
'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，以下代码以读取模式打开名为""的文件：
file = open("", "r")

记住，打开文件后，应该始终将其关闭，以释放系统资源并确保数据完整性。可以使用close()方法关闭文件：
()

二、上下文管理器 (Context Manager) - `with` 语句

为了简化文件处理并确保文件始终被关闭，推荐使用with语句作为上下文管理器。with语句会自动处理文件的关闭，即使发生异常：
with open("", "r") as file:
# 在此处理文件内容
contents = ()
print(contents)
# 文件在此处自动关闭

三、读取文件 (Reading Files)

Python提供了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。
readline(): 读取文件的一行。
readlines(): 读取文件的所有行到一个列表。
迭代器: 直接迭代文件对象，逐行读取文件。


with open("", "r") as file:
# 读取整个文件
contents = ()
print(contents)
# 读取一行
line = ()
print(line)
# 读取所有行到列表
lines = ()
print(lines)
# 迭代器读取
(0) # 回到文件开头
for line in file:
print(line, end="")

四、写入文件 (Writing Files)

使用write()方法写入文件内容。需要注意的是，write()方法写入的是字符串，如果写入的是其他数据类型，需要先进行类型转换。
with open("", "w") as file:
("This is the first line.")
("This is the second line.")

五、处理错误 (Error Handling)

文件操作可能会引发各种错误，例如FileNotFoundError, IOError, PermissionError等。使用try...except语句处理这些错误至关重要：
try:
with open("", "r") as file:
contents = ()
print(contents)
except FileNotFoundError:
print("File not found!")
except IOError as e:
print(f"An IO error occurred: {e}")
except Exception as e:
print(f"An unexpected error occurred: {e}")

六、不同编码处理

处理文本文件时，指定正确的编码至关重要。默认编码取决于系统，但为了确保可移植性，最好显式指定编码，例如UTF-8：
with open("", "r", encoding="utf-8") as file:
# ... your code ...

七、总结

本文详细介绍了Python中的文件流操作，包括打开文件、读取文件、写入文件以及错误处理等关键方面。熟练掌握这些知识，能够帮助你高效地处理各种文件，构建更强大的Python应用程序。 记住始终使用上下文管理器（with语句）来确保文件的安全关闭，并始终处理潜在的异常，以提高程序的健壮性。

2025-04-20

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