Python 文件操作：读取、写入和追加写入
文件操作是编程中处理数据持久化的核心技能。Python 通过简洁的语法和丰富的功能，让文件操作变得非常高效。以下内容将介绍文件操作的关键点，并附代码示例和注意事项。
目录
一、文件打开模式详解
二、基础文件操作
1. 读取文件内容
方法 1：一次性读取全部内容
方法 2：逐行读取
方法 3：读取为列表
2. 写入文件（覆盖模式）
3. 追加写入
三、常用文件操作技巧
1. 同时读写文件（'r+'/'w+'/'a+'）
2. 二进制文件操作
3. 文件指针控制（seek()）
4. 文件关闭与缓冲区刷新（close() 与 flush()）
close() 方法
flush() 方法
四、最佳实践与注意事项
1. 强制使用 with 语句
2. 明确指定文件编码
3. 大文件处理策略
4. 谨慎处理文件关闭与刷新
五、常见错误与解决方案
1. 文件未关闭导致资源泄漏
2. 缓冲区数据未写入
3. 文件不存在错误
4. 权限不足
5. 编码不一致
六、核心知识点总结
1. 核心操作要点
2. 核心原则
一、文件打开模式详解
在操作文件前，必须通过 open() 函数打开文件，并明确指定 打开模式 。模式决定了文件如何被处理，是只读、覆盖写入还是追加内容。以下是所有模式的完整说明：
| 模式 | 描述 | 典型场景 |
|---|---|---|
'r' |
只读（默认） | 读取文本文件内容 |
'w' |
覆盖写入（若文件存在会清空内容，不存在则创建） | 创建新文件或重置旧文件 |
'x' |
独占创建（仅在文件不存在时创建） | 防止意外覆盖重要文件 |
'a' |
追加写入（在文件末尾添加内容） | 日志文件续写、数据记录 |
'b' |
二进制模式（需配合 'r'/'w' 使用） |
处理图片、视频等非文本文件 |
't' |
文本模式（默认） | 常规文本处理 |
'+' |
读写模式（需配合 'r'/'w'/'a' 使用） |
同时需要读写操作的场景 |
组合模式示例：
-
'r+'：以读写模式打开文件，文件指针在开头 -
'w+'：以读写模式打开文件，会清空原内容 -
'a+'：以读写模式打开文件，文件指针在末尾
二、基础文件操作
1. 读取文件内容
方法 1：一次性读取全部内容
with open('data.txt', 'r') as file: # 使用 with 自动管理文件关闭
content = file.read() # 读取全部内容为字符串
print("文件内容：\n", content)-
适用场景：小文件快速读取
-
缺点：大文件可能占用过多内存
方法 2：逐行读取
with open('data.txt', 'r') as file:
for line in file: # 逐行迭代，内存友好
print(line.strip()) # strip() 移除行尾换行符-
优势：适合处理大文件，避免内存溢出
-
注意：
line变量包含换行符，可用strip()清理
方法 3：读取为列表
with open('data.txt', 'r') as file:
lines = file.readlines() # 返回包含每行内容的列表
print("总行数：", len(lines))
for idx, line in enumerate(lines, 1):
print(f"第{idx}行：{line.strip()}")-
适用场景：需要随机访问行内容或统计行数
2. 写入文件（覆盖模式）
with open('output.txt', 'w') as file: # 使用 'w' 模式
file.write("Hello World!\n") # 写入单行内容（需手动添加换行符）
file.writelines([ # 写入多行内容
"Line 1\n",
"Line 2\n",
"Line 3\n"
])
file.flush() # 立即将缓冲区数据写入磁盘（非必须，close()会自动调用）-
关键点：
-
write()不会自动换行，需在字符串末尾加\n -
writelines()接收字符串列表，同样需自行处理换行
-
-
风险提示：
'w'模式会直接清空原文件内容，务必确认文件可覆盖！
3. 追加写入
with open('log.txt', 'a') as file: # 使用 'a' 模式
file.write("2023-10-01 09:00:00 - 系统启动\n")
file.write("2023-10-01 10:30:00 - 用户登录\n")
file.flush() # 确保日志立即写入，防止程序崩溃丢失数据-
特点：
-
文件不存在时会自动创建
-
写入内容始终添加到文件末尾
-
-
典型应用：日志记录、数据追加存储
三、常用文件操作技巧
1. 同时读写文件（'r+'/'w+'/'a+'）
with open('data.txt', 'r+') as file:
content = file.read() # 先读取内容
file.seek(0) # 将指针移回文件开头
file.write("New Header\n" + content) # 在开头插入新内容-
操作逻辑：
-
读取原内容
-
移动指针到目标位置（此处为开头）
-
写入新内容（可能覆盖部分原有内容）
-
-
注意：
'r+'不会清空文件，而'w+'会先清空
2. 二进制文件操作
# 复制图片文件
with open('photo.jpg', 'rb') as src: # 二进制读取
with open('photo_copy.jpg', 'wb') as dst: # 二进制写入
while True:
chunk = src.read(4096) # 每次读取 4KB
if not chunk: # 读取结束
break
dst.write(chunk)
dst.flush() # 确保所有数据写入磁盘（close()会自动处理）-
关键点：
-
'rb'/'wb'必须用于非文本文件 -
分块读取（如
read(4096)）可高效处理大文件
-
3. 文件指针控制（seek()）
with open('data.txt', 'r+') as file:
file.seek(5) # 移动指针到第5个字节
print(file.read(3)) # 读取3个字符 → 输出第5-7字节内容
file.seek(0, 2) # 第二个参数：0=开头，1=当前，2=末尾
file.write("\nEOF") # 在文件末尾追加内容-
seek(offset, whence)参数说明：-
whence=0（默认）：从文件开头计算偏移 -
whence=1：从当前位置计算 -
whence=2：从文件末尾计算
-
4. 文件关闭与缓冲区刷新（close() 与 flush()）
close() 方法
-
作用：关闭文件并释放系统资源，同时自动调用
flush()确保缓冲区数据写入磁盘。 -
必要性：
-
未关闭的文件会占用系统资源，可能导致程序崩溃或数据丢失。
-
使用
with语句可自动关闭文件（推荐），手动操作时需显式调用：file = open('data.txt', 'r') content = file.read() file.close() # 必须手动关闭！
-
flush() 方法
-
作用：强制将缓冲区数据写入磁盘，无需关闭文件。
-
适用场景：
-
长时间运行的程序中，需确保关键数据实时保存（如日志记录）。
-
调试时验证写入内容是否已持久化。
-
-
示例：
with open('log.txt', 'a') as file: file.write("重要操作记录...\n") file.flush() # 立即写入，防止程序崩溃丢失记录 -
注意：频繁调用
flush()可能影响性能，需权衡实时性和效率。
四、最佳实践与注意事项
1. 强制使用 with 语句
# 传统写法（不推荐）
file = open('data.txt', 'r')
try:
content = file.read()
finally:
file.close() # 必须手动关闭
# with语句写法（推荐）
with open('data.txt', 'r') as file: # 自动处理关闭和异常
content = file.read()-
优势：自动处理文件关闭，即使发生异常也能保证资源释放
2. 明确指定文件编码
with open('data.txt', 'r', encoding='utf-8') as file:
content = file.read()
# 处理特殊编码文件（如GBK）
with open('data_gbk.txt', 'r', encoding='gbk') as file:
content = file.read()-
常见编码：
-
utf-8：国际通用，支持多语言（推荐默认使用） -
gbk：中文编码
-
-
错误处理：可添加
errors='ignore'参数忽略解码错误
3. 大文件处理策略
def process_large_file(filename):
with open(filename, 'r') as file:
while True:
line = file.readline() # 逐行读取
if not line: # 读取结束
break
process(line) # 处理单行内容
# 或分块读取（适合无换行符的二进制文件）
def process_in_chunks(filename, chunk_size=1024):
with open(filename, 'rb') as file:
while True:
chunk = file.read(chunk_size)
if not chunk:
break
process(chunk)4. 谨慎处理文件关闭与刷新
-
避免资源泄漏：始终通过
with或显式close()关闭文件。 -
数据完整性：在关键操作后调用
flush()，确保数据持久化。 -
关系说明：
close()会自动调用flush()，但两者适用场景不同：-
flush()：需保留文件打开状态继续操作时使用。 -
close()：操作完成后释放资源。
-
五、常见错误与解决方案
1. 文件未关闭导致资源泄漏
file = open('data.txt', 'w')
file.write("测试内容")
# 忘记调用 file.close() → 文件句柄未释放，可能引发程序性能问题-
修复：使用
with语句或确保手动调用close()。
2. 缓冲区数据未写入
file = open('log.txt', 'a')
file.write("关键操作记录")
# 程序崩溃 → 缓冲区内容可能丢失-
修复：在写入后调用
flush()或使用with语句自动处理。
3. 文件不存在错误
try:
with open('missing.txt', 'r') as file:
content = file.read()
except FileNotFoundError:
print("错误：文件不存在！")
# 可选：创建新文件
open('missing.txt', 'w').close() 4. 权限不足
try:
with open('/system/file', 'w') as file:
file.write("test")
except PermissionError:
print("错误：没有写入权限！")5. 编码不一致
try:
with open('data.txt', 'r', encoding='utf-8') as file:
content = file.read()
except UnicodeDecodeError:
print("错误：文件编码不符合utf-8！")
# 尝试其他编码
with open('data.txt', 'r', encoding='gbk') as file:
content = file.read()六、核心知识点总结
1. 核心操作要点
| 分类 | 关键内容 |
|---|---|
| 打开模式 | r（只读）、w（覆盖）、a（追加）、b（二进制）、+（读写） |
| 读取方法 | read()、readline()、readlines()、逐行迭代 |
| 写入方法 | write()、writelines()（需手动处理换行符） |
| 指针控制 | seek(offset, whence) 移动指针位置 |
| 资源管理 | with 语句自动关闭文件，close() 显式关闭，flush() 强制刷新缓冲区 |
2. 核心原则
-
安全第一：始终优先使用
with语句，避免资源泄漏。 -
编码明确：指定
encoding参数（如utf-8），处理多语言文本。 -
大文件策略：逐行或分块读写（
read(1024)、readline()）。 -
缓冲区控制：
-
flush()：实时保存关键数据（如日志），无需关闭文件。 -
close()：自动调用flush()并释放资源，必须显式或通过with执行。
-