一、快速掌握Python 中的文件操作知识体系

快速掌握Python 文件操作知识体系

🔰 基础层（必须掌握，最核心的文件知识）

1. 文件路径（绝对/相对路径，os.getcwd()）
2. 文件编码（UTF-8、GBK）
3. 打开模式（r/w/a/rb/wb/r+ 等）
4. 文件读取（read / readline / for line in f）
5. 文件写入（write 覆盖写）
6. 文件追加（a 模式追加写）
7. with 上下文（自动关闭文件）
8. 文件指针（seek / tell，定位光标）

👉 这些就是 Python 文件操作的基本功，几乎所有教材、考试、项目都会涉及。

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📈 进阶层（用得多，但新手常忽略）

1. 逐行读取大文件（节省内存，适合大日志/大数据文件）
2. 二进制文件操作（图片、音频、视频必须用 rb/wb）
3. 文件系统管理（删除、重命名、判断存在、建目录 → os / pathlib）
4. 异常处理（文件不存在/权限不足 → try...except）

Python 文件操作重要语法总结表

语法/写法	含义/作用	示例代码
open 基本格式	打开文件（路径 + 模式 + 编码）	f = open("路径", mode="r", encoding="utf-8")
关闭文件	手动释放资源	f.close()
with 上下文	自动关闭文件（推荐）	with open("a.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
读取全部	一次性读取整个文件	f.read()
读取部分	读取前 N 个字符	f.read(10)
读取一行	逐行处理	f.readline()
读取所有行	返回列表（大文件不推荐）	f.readlines()
逐行遍历	内存友好，适合大文件	for line in f:
写入（覆盖）	覆盖写入	open("a.txt","w").write("内容")
写入（追加）	文件末尾追加内容	open("a.txt","a").write("内容")
文件指针位置	获取当前位置	f.tell()
移动文件指针	移动到指定位置	f.seek(0)
文本模式	默认，处理字符串	open("a.txt","r",encoding="utf-8")
二进制模式	处理图片/音频等原始字节	open("a.png","rb")

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Windows 文件路径写法对照表

写法	是否正确	示例
直接写 \	❌ 错误（\U 被当转义）	"C:\Users\me\file.txt"
双斜杠 \\	✅ 正确	"C:\\Users\\me\\file.txt"
原始字符串 r"..."	✅ 正确	r"C:\Users\me\file.txt"
用 /	✅ 正确（推荐跨平台）	"C:/Users/me/file.txt"
pathlib	✅ 正确（现代写法）	from pathlib import Path; Path("C:/Users/me/file.txt")

0⃣ 基础准备：路径与文件位置（容易忽略）

定义

路径就是文件在磁盘里的“地址”；分绝对路径（从盘符或根目录开始）与相对路径（相对于当前工作目录）。

作用

找得到文件，读写才不会报错。

通用语法

• 绝对："C:/data/text.txt" 或 "/home/user/text.txt"
• 相对："data/text.txt"（相对 当前工作目录）

典型示例（逐行注解）

import os                                             # 导入 os 用于查看当前目录
print(os.getcwd())                                    # 打印“当前工作目录”，相对路径都以它为起点
# 假设当前目录下有一个 data 目录，里面有 demo.txt
relative_path = "data/demo.txt"                       # 相对路径：相对于 os.getcwd()
absolute_path = os.path.abspath(relative_path)        # 把相对路径变成绝对路径，便于排错
print(absolute_path)                                  # 看看真实完整路径长什么样

小提示：路径写错、工作目录不对，是新手读写失败的第一大原因。不会就先 print(os.getcwd())。

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1⃣ 文件的编码（避免中文乱码）

定义

编码把“字符”↔“字节”互转，常见有 UTF-8（全球通用编码）、GBK 、Big5等。

作用

跨平台/跨软件读写时不乱码。

通用语法

open("路径", mode="r", encoding="utf-8")

"路径" → 你要操作的文件路径（例如 "data.txt"）。

mode="r" → 打开模式（r=只读，w=写入，a=追加，rb/wb=二进制）。

encoding="utf-8" → 指定编码方式（防止中文乱码，常用 utf-8）。

典型示例（逐行注解）

# 读取 UTF-8 文本文件
with open("data/demo.txt", "r", encoding="utf-8") as f:  # r=只读；encoding 指定为 UTF-8content = f.read()                                    # 一次性读出全部文本为字符串print(content)                                        # 打印看看内容是否正常
# with 结束会自动关闭文件，无需 f.close()

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2⃣ 打开模式（读/写/追加/二进制）

定义

打开模式决定能不能读、能不能写、是否覆盖、是否二进制。

作用

根据需求选择正确模式，避免覆盖或读不到。

常见模式

• "r"：只读（文件必须存在）
• "w"：写入（会清空原文件）
• "a"：追加（在末尾继续写）
• "rb"/"wb"/"ab"：二进制读/写/追加（图片、音频、模型等）
• "r+"：读写（必须存在）
• "w+"：写读（先清空）
• "a+"：追加读写（指针在末尾，写完读需要 seek）

典型示例（逐行注解）

# 追加日志，不覆盖历史
with open("logs/app.log", "a", encoding="utf-8") as f:   # a=append 追加f.write("程序启动成功\n")                              # 手动加换行符 \n

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3⃣ 读取文件（read / readline / for 逐行）

定义

把磁盘中的内容读到内存。

作用

读取配置、分析日志、加载数据集。

通用语法

f.read()        # 全部
f.readline()    # 一行
f.readlines()   # 所有行（列表，不太省内存）

典型示例（逐行注解）

# 小文件：一次性读完
with open("data/small.txt", "r", encoding="utf-8") as f:text = f.read()                                      # 返回整个文件内容（字符串）print(text)# 大文件：逐行读取，省内存
with open("data/big.txt", "r", encoding="utf-8") as f:for line in f:                                       # 文件对象可直接迭代，一次一行line = line.rstrip("\n")                         # 去掉行尾换行符，避免多空行print(line)

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4⃣ 写入与覆盖（w）

定义

把内存数据写到文件（会清空原内容）。

作用

生成/更新文件、导出结果。

通用语法

open("路径", "w", encoding="utf-8").write("文本")

典型示例（逐行注解）

# 覆盖写入
with open("output/result.txt", "w", encoding="utf-8") as f:f.write("第一行\n")                                  # 每次 write 不会自动换行f.write("第二行\n")                                  # 需要手动加 \n

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5⃣ 追加写入（a）

定义

在文件末尾继续写，不覆盖已有内容。

作用

写日志、逐步积累数据。

典型示例（逐行注解）

with open("output/result.txt", "a", encoding="utf-8") as f:f.write("追加一行时间戳: 2025-08-27 14:00\n")        # 一直往后加

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6⃣ 文件指针（seek / tell）

定义

指针是文件内部的“光标位置”，决定从哪读/写。

作用

随机访问；a+ 写完想读就必须 seek 回去。

通用语法

f.tell()                 # 当前位置（字节/字符位置）
f.seek(offset, whence)   # 移动指针：whence=0开头,1当前,2末尾

典型示例（逐行注解）

# 在 a+ 下写完再读：必须把指针移回
with open("output/seek_demo.txt", "a+", encoding="utf-8") as f:f.write("hello\n")                                    # 末尾追加print(f.tell())                                       # 当前在文件末尾f.seek(0)                                             # 回到开头print(f.readline().strip())                           # 现在可以读到第一行

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7⃣ with 上下文（自动关闭）

定义

with open(...) as f: 语法会在代码块结束时自动关闭文件。

作用

避免忘记 close() 导致资源泄露或写入未落盘。

典型示例（逐行注解）

# with 是最佳实践：干净、可靠
with open("data/auto_close.txt", "w", encoding="utf-8") as f:f.write("这行写完就会自动关闭文件\n")                 # 出错也会正确清理资源

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8⃣ 文本 vs 二进制（图片/音频/模型）

定义

文本模式处理字符串；二进制模式处理原始字节（bytes）。

作用

图片、音频、Pickle 文件都必须用 b 模式。

典型示例（逐行注解）

# 复制图片：二进制按块读写
chunk_size = 64 * 1024                                    # 每次读 64KB，避免一次性读完
with open("assets/logo.png", "rb") as src:                # rb = 二进制只读with open("backup/logo_copy.png", "wb") as dst:       # wb = 二进制写入（覆盖）while True:chunk = src.read(chunk_size)                  # 读一块字节if not chunk:                                 # 为空表示到文件末尾breakdst.write(chunk)                              # 写入目标文件

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9⃣ 文件系统操作（os / pathlib）

定义

不仅要读内容，也常常要判断、重命名、删除、建目录。

作用

配合读写完成“文件生命周期管理”。

典型示例（逐行注解）

import os
from pathlib import Path# 目录确保存在
Path("output").mkdir(parents=True, exist_ok=True)         # 不存在就创建，已存在不报错# 判断/重命名/删除
print(os.path.exists("output/result.txt"))                # True/False
os.rename("output/result.txt", "output/final.txt")        # 改名
os.remove("output/final.txt")                             # 删除文件

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🔟 JSON（结构化数据，前后端通用）

定义

JSON 是“字典/列表”的文本表示，最常用的数据交换格式。

作用

把 Python 对象无损保存到文本；跨语言通用。

典型示例（逐行注解）

import jsondata = {"name": "张三", "age": 20, "skills": ["Python", "SQL"]}   # 普通字典# 写入 JSON 文件（中文不转义，缩进 4 格）
with open("data/user.json", "w", encoding="utf-8") as f:json.dump(data, f, ensure_ascii=False, indent=4)              # 更美观、更易读# 读取 JSON 文件为 Python 对象
with open("data/user.json", "r", encoding="utf-8") as f:obj = json.load(f)                                            # 恢复成字典/列表print(obj["name"])                                            # 访问字段：张三

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1️⃣1️⃣ CSV（表格数据，Excel 友好）

定义

逗号分隔的纯文本表格格式。

作用

导入/导出 Excel 或数据分析用表格。

典型示例（逐行注解）

import csv# 写 CSV（Windows 一定加 newline=""，否则会多空行）
with open("data/users.csv", "w", newline="", encoding="utf-8") as f:writer = csv.writer(f)                                        # 创建写入器writer.writerow(["姓名", "年龄"])                              # 写表头（一行）writer.writerow(["张三", 20])                                  # 写一行数据writer.writerow(["李四", 22])                                  # 再写一行# 读 CSV（逐行解析成列表）
with open("data/users.csv", "r", encoding="utf-8") as f:reader = csv.reader(f)                                        # 创建读取器for row in reader:                                            # 每一行是一个 listprint(row)                                                # ['姓名', '年龄'] ...

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1️⃣2️⃣ Pickle（把 Python 对象“原封不动”存成二进制）

定义

序列化：把任意 Python 对象转成字节；反序列化：从字节还原对象。

作用

保存模型、缓存复杂数据结构（注意只给自己/可信环境用）。

典型示例（逐行注解）

import pickleobj = {"a": 1, "b": [1, 2, 3]}                                  # 任意对象（可嵌套）# 保存为二进制
with open("data/cache.pkl", "wb") as f:                          # wb=二进制写pickle.dump(obj, f)                                          # 序列化到文件# 读取并还原
with open("data/cache.pkl", "rb") as f:                          # rb=二进制读restored = pickle.load(f)                                    # 反序列化print(restored)                                              # {'a': 1, 'b': [1, 2, 3]}

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1️⃣3️⃣ 异常处理（健壮性）

定义

文件可能不存在/占用/权限不足，用 try…except 兜底不崩。

典型示例（逐行注解）

try:with open("data/not_exists.txt", "r", encoding="utf-8") as f:print(f.read())                                          # 试图读取一个不存在的文件
except FileNotFoundError:                                        # 精确捕获：文件未找到print("文件不存在，请检查路径或文件名！")                        # 友好提示

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1️⃣4️⃣ 综合小案例（把上面知识串起来）

需求：读取一份原始文本，去掉空行与首尾空白，统计行数、字数、字符数，
写回“清洗后的文本”，并把统计信息同时保存到 JSON 和 CSV。

import os
import json
import csv
from pathlib import Path# 1) 准备输入输出路径
inp = Path("data/raw.txt")                                       # 原始文本
out_text = Path("output/clean.txt")                              # 清洗后的文本
out_json = Path("output/stats.json")                             # 统计信息(JSON)
out_csv  = Path("output/stats.csv")                              # 统计信息(CSV)# 2) 确保 output 目录存在
out_text.parent.mkdir(parents=True, exist_ok=True)               # 没有就创建# 3) 逐行读取 + 清洗 + 统计
clean_lines = []                                                 # 存放清洗后的行
line_count = word_count = char_count = 0                         # 三个统计量归零with open(inp, "r", encoding="utf-8") as f:                      # 以 UTF-8 逐行读取for line in f:                                               # 一次读一行，省内存line = line.strip()                                      # 去掉首尾空白（含换行）if not line:                                             # 空行直接跳过continueclean_lines.append(line)                                 # 收集保留的行line_count += 1                                          # 行数 +1word_count += len(line.split())                          # 简单按空格切分统计词数char_count += len(line)                                  # 字符数（含中文按字符计）# 4) 写回清洗后的文本
with open(out_text, "w", encoding="utf-8") as f:                 # 覆盖写入for line in clean_lines:f.write(line + "\n")                                     # 逐行写出，补上换行# 5) 统计信息 -> JSON
stats = {"lines": line_count, "words": word_count, "chars": char_count}
with open(out_json, "w", encoding="utf-8") as f:json.dump(stats, f, ensure_ascii=False, indent=4)            # 漂亮地写 JSON# 6) 统计信息 -> CSV（表格友好）
with open(out_csv, "w", newline="", encoding="utf-8") as f:writer = csv.writer(f)writer.writerow(["指标", "数值"])                              # 表头writer.writerow(["行数", line_count])writer.writerow(["单词数(粗略)", word_count])writer.writerow(["字符数", char_count])print("处理完成：")
print(f"  清洗文本：{out_text}")
print(f"  统计JSON：{out_json}")
print(f"  统计CSV ：{out_csv}")

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✅ 易错与技巧清单（考试/面试常问）

• Windows CSV 多空行：写 CSV 时一定 newline=""。
• a+ 读不到：a+ 写完读之前 f.seek(0)。
• 编码不明：优先用 UTF-8；不确定时试 encoding="utf-8", errors="ignore" 临时兜底。
• 大文件：不要 read() / readlines() 一次性全读，改用 for line in f。
• 目录不存在：先 Path(...).mkdir(parents=True, exist_ok=True)。
• 二进制文件：必须 rb/wb，绝不能在文本模式下处理图片/音频/模型。