Python文件操作与异常处理详解 ：基础方法、注意事项及os模块常用功能
在Python开发中，文件操作是非常基础且重要的技能。无论是读写数据、处理日志，还是管理文件系统，掌握文件操作和异常处理机制都能让你的代码更加健壮和高效。本文将系统介绍Python的文件操作基本方法，结合异常处理机制，并介绍常用的os模块功能，助你写出高质量的文件处理代码。
目录
一、Python文件操作基础
1.1 打开文件
1.2 读写文件
二、文件操作注意事项
三、Python异常处理机制
四、常用OS模块功能介绍
五、总结
一、Python文件操作基础
Python使用内置函数open()打开文件，常见用法：
f = open('filename.txt', mode='r', encoding='utf-8')
1.1 打开文件
mode参数指定文件打开模式:
| 'r' | 只读（默认） |
| 'w' | 写入（会覆盖原文件） |
| 'a' | 追加写入（在文本末尾追加，不会覆盖原文件） |
| 'b' | 二进制模式 |
| '+' | 读写模式 |
基础用法：
（1）'r'：只读模式（默认）。文件必须存在，否则报错。
（2）'w'：写入模式。如果文件存在，会清空原内容；文件不存在则新建。
（3）'a'：追加模式。写入时从文件末尾追加内容，文件不存在则新建。
拼接用法
1. b（二进制模式）
（1）'rb'：以二进制只读方式打开文件。常用于读取图片、视频、音频等非文本文件。
（2）'wb'：以二进制写入方式打开文件。会覆盖原文件内容。
（3）'ab'：以二进制追加方式打开文件。在文件末尾写入二进制数据。
2. +（读写模式）
（1）'r+'：读写模式。文件必须存在，允许读取和写入。写入不会清空文件，但会从文件开头覆盖。
（2）'w+'：读写模式。如果文件存在，会清空原内容再写；如果不存在则新建。
（3）'a+'：读写模式。允许在文件末尾追加内容，也可以读取。文件不存在则新建。
3. b 与 + 结合
（1）'rb+'：以二进制方式读写文件，文件必须存在。既能读也能写。
（2）'wb+'：以二进制方式读写文件，如果文件存在会清空原内容。
（3）'ab+'：以二进制方式读写文件，在文件末尾追加写入，同时允许读取。
1.2 读写文件
1）读文件操作：read（）、readline（）、readlines（）
content = f.read() # 读取全部内容
line = f.readline() # 读取一行
lines = f.readlines() # 读取所有行，返回列表
2）写入文件内容
f.write('Hello, world!\n')
f.writelines(['line1\n', 'line2\n'])
3）关闭文件：操作完成后，务必关闭文件释放资源
f.close()
4）推荐的with语句：使用with语句自动管理文件关闭，避免忘记关闭导致资源泄露
with open('filename.txt', 'r', encoding='utf-8') as f:content = f.read()
# 无需显式调用close，自动关闭
二、文件操作注意事项
1) 编码问题：读写文本文件时，推荐显式指定encoding='utf-8'，避免编码错误。
2) 文件路径：使用绝对路径或相对路径时要注意当前工作目录，避免找不到文件。
3) 文件不存在：读取不存在的文件会抛出FileNotFoundError异常。
4) 写入模式谨慎：'w'模式会清空原文件，使用前确认需求
5) 二进制文件处理：图片、音频等文件需用'rb'或'wb'模式处理。
三、Python异常处理机制
文件操作常伴随异常，如文件不存在、权限不足等。Python的异常处理结构如下：
try:# 可能抛出异常的代码with open('file.txt', 'r') as f:data = f.read()
except FileNotFoundError:print("文件未找到，请检查路径")
except PermissionError:print("权限不足，无法访问文件")
except Exception as e:print(f"发生其他异常: {e}")
else:print("文件读取成功")
finally:print("无论是否异常都会执行")
1）try块中写可能出错的代码
2）except捕获并处理特定异常
3）else在无异常时执行
4）finally无论是否异常都会执行，常用于资源释放
四、常用OS模块功能介绍
os模块提供丰富的文件和目录操作接口，常用功能包括：
| 功能 | 方法示例 | 说明 |
|---|---|---|
| 获取当前工作目录 | os.getcwd() | 返回当前脚本运行的目录路径 |
| 改变工作目录 | os.chdir(path) | 切换当前工作目录 |
| 创建目录 | os.mkdir(path) | 创建单层目录 |
| 递归创建目录 | os.makedirs(path) | 创建多层目录 |
| 删除文件 | os.remove(path) | 删除指定文件 |
| 删除空目录 | os.rmdir(path) | 删除空目录 |
| 遍历目录 | os.listdir(path) | 返回目录下所有文件和目录列表 |
| 高效遍历目录 | os.scandir(path) | 返回目录迭代器，包含文件类型信息 |
| 判断路径类型 | os.path.isfile(path) | 判断是否为文件 |
| 断路径是否为目录 | os.path.isdir(path) | 判断是否为目录 |
| 拼接路径 | os.path.join(path, *paths) | 拼接路径，自动添加分隔符 |
| 获取绝对路径 | os.path.abspath(path) | 返回路径的绝对路径 |
1. 获取当前工作目录 — os.getcwd()
功能说明：
- 返回当前Python脚本运行时的工作目录路径，类型为字符串。
示例：
import oscwd = os.getcwd()
print(f"当前工作目录是: {cwd}")
2. 改变工作目录 — os.chdir(path)
功能说明：
- 将当前工作目录切换到指定路径
path。 - 后续相对路径操作都基于新目录。
示例：
import osos.chdir('/tmp')
print(f"切换后的工作目录: {os.getcwd()}")
3. 创建单层目录 — os.mkdir(path)
功能说明：
- 在指定位置创建一个新目录。
- 如果上级目录不存在，会抛出异常。
示例：
import osos.mkdir('new_folder')
print("目录创建成功")
4. 递归创建多层目录 — os.makedirs(path)
功能说明：
- 递归创建多层目录，如果中间目录不存在，会自动创建。
import osos.makedirs('parent_dir/child_dir/grandchild_dir')
print("多层目录创建成功")
5. 删除文件 — os.remove(path)
功能说明：
- 删除指定路径的文件。
- 如果路径不存在或是目录，会抛出异常。
示例：
import osos.remove('file.txt')
print("文件删除成功")
6. 删除空目录 — os.rmdir(path)
功能说明：
- 删除指定的空目录。
- 如果目录非空或不存在，会抛出异常。
示例：
import osos.rmdir('empty_folder')
print("空目录删除成功")
7. 遍历目录内容 — os.listdir(path)
功能说明：
- 返回指定目录下所有文件和目录的名称列表（字符串列表）。
- 不包含子目录的内容，只列出当前目录。
示例：
import osentries = os.listdir('.')
print("当前目录下的文件和目录:", entries)
8. 高效遍历目录 — os.scandir(path)
功能说明：
- 返回一个迭代器，迭代器中的每个元素是
os.DirEntry对象，包含文件名、路径和类型等信息。 - 比
os.listdir()更高效，适合需要判断文件类型的场景。
示例：
import oswith os.scandir('.') as entries:for entry in entries:if entry.is_file():print(f"文件: {entry.name}")elif entry.is_dir():print(f"目录: {entry.name}")
9. 判断路径是否为文件 — os.path.isfile(path)
功能说明：
- 判断给定路径是否存在且是一个文件。
- 是文件返回
True，否则返回False。
示例：
import osif os.path.isfile('example.txt'):print("example.txt 是文件")
else:print("example.txt 不是文件")
10. 判断路径是否为目录 — os.path.isdir(path)
功能说明：
- 判断给定路径是否存在且是一个目录。
- 是目录返回
True，否则返回False。
示例：
import osif os.path.isdir('my_folder'):print("my_folder 是目录")
else:print("my_folder 不是目录")
11. 拼接路径 — os.path.join(path, *paths)
功能说明：
- 拼接多个路径片段，自动添加操作系统的路径分隔符（如Windows的
\，Linux的/）。 - 避免手动拼接带来的错误。
示例：
import osfull_path = os.path.join('folder', 'subfolder', 'file.txt')
print(full_path) # Windows: folder\subfolder\file.txt, Linux: folder/subfolder/file.txt
12. 获取绝对路径 — os.path.abspath(path)
功能说明：
- 返回指定路径的绝对路径。
- 若传入相对路径，转换为绝对路径。
示例：
import osabs_path = os.path.abspath('file.txt')
print(f"绝对路径是: {abs_path}")
五、总结
1）使用 open() 进行文件读写时，推荐采用 with 语句自动管理资源，避免忘记关闭文件导致的问题。
2）编写文件操作代码时，务必结合异常处理机制，捕获并处理可能出现的错误，提升程序的健壮性和稳定性。
3）利用 os 模块提供的丰富接口，实现文件和目录的创建、删除、遍历等常见操作，方便灵活地管理文件系统。
4）掌握 os.scandir() 等高效遍历目录的方法，能够显著提升文件系统操作的性能