文件操作与异常处理¶

文件读写¶

在Python中，文件操作是处理数据的重要部分。无论是读取配置文件、处理日志文件，还是保存用户数据，文件操作都是必不可少的。本节将详细介绍如何在Python中打开、读取、写入和关闭文件。

1. 打开文件¶

在Python中，使用内置的open()函数来打开文件。open()函数的基本语法如下：

file_object = open(file_name, mode)

file_name：文件的路径（相对路径或绝对路径）。
mode：打开文件的模式，如只读、写入、追加等。

常见的文件模式包括：

'r'：只读模式（默认）。
'w'：写入模式，会覆盖文件内容。
'a'：追加模式，在文件末尾添加内容。
'b'：二进制模式，用于处理非文本文件（如图片、视频等）。
't'：文本模式（默认）。
'+'：读写模式。

2. 读取文件¶

一旦文件被打开，可以使用多种方法来读取文件内容。

2.1 读取整个文件¶

使用read()方法可以一次性读取整个文件内容。

# 打开文件
file = open('example.txt', 'r')

# 读取文件内容
content = file.read()

# 打印文件内容
print(content)

# 关闭文件
file.close()

注意：使用read()方法时，文件内容会被加载到内存中，因此对于大文件，这种方法可能会导致内存不足。

2.2 逐行读取文件¶

使用readline()方法可以逐行读取文件内容。

# 打开文件
file = open('example.txt', 'r')

# 读取第一行
line1 = file.readline()
print(line1)

# 读取第二行
line2 = file.readline()
print(line2)

# 关闭文件
file.close()

2.3 读取所有行¶

使用readlines()方法可以读取文件的所有行，并将其存储在一个列表中。

# 打开文件
file = open('example.txt', 'r')

# 读取所有行
lines = file.readlines()

# 打印每一行
for line in lines:
    print(line)

# 关闭文件
file.close()

3. 写入文件¶

写入文件与读取文件类似，但需要使用写入模式（'w'）或追加模式（'a'）。

3.1 写入文件¶

使用write()方法可以将字符串写入文件。

# 打开文件（如果文件不存在，会自动创建）
file = open('example.txt', 'w')

# 写入内容
file.write('Hello, World!\n')
file.write('This is a new line.')

# 关闭文件
file.close()

注意：使用'w'模式时，如果文件已存在，其内容会被覆盖。

3.2 追加内容¶

使用'a'模式可以在文件末尾追加内容。

# 打开文件
file = open('example.txt', 'a')

# 追加内容
file.write('\nThis line is appended.')

# 关闭文件
file.close()

4. 关闭文件¶

在文件操作完成后，务必使用close()方法关闭文件。关闭文件可以释放系统资源，并确保所有数据都被正确写入文件。

file.close()

5. 使用`with`语句¶

为了确保文件在使用后正确关闭，推荐使用with语句。with语句会在代码块执行完毕后自动关闭文件，即使在代码块中发生了异常。

# 使用with语句打开文件
with open('example.txt', 'r') as file:
    content = file.read()
    print(content)

6. 处理异常¶

在文件操作中，可能会遇到各种异常情况，如文件不存在、权限不足等。使用try-except语句可以捕获并处理这些异常。

try:
    with open('nonexistent_file.txt', 'r') as file:
        content = file.read()
        print(content)
except FileNotFoundError:
    print('文件不存在！')
except PermissionError:
    print('没有权限访问文件！')

7. 练习题¶

练习1：读取文件并统计行数¶

编写一个程序，读取一个文本文件，并统计文件中的行数。

提示：使用readlines()方法读取所有行，然后使用len()函数统计行数。

练习2：写入用户输入到文件¶

编写一个程序，提示用户输入多行文本，并将这些文本写入到一个文件中。用户可以输入exit来结束输入。

提示：使用while循环不断获取用户输入，直到用户输入exit。

练习3：处理大文件¶

编写一个程序，逐行读取一个大文件（如日志文件），并统计文件中包含特定关键字的行数。

提示：使用readline()方法逐行读取文件，避免一次性加载整个文件到内存中。

8. 总结¶

使用open()函数打开文件，并指定适当的模式（如'r'、'w'、'a'等）。
使用read()、readline()、readlines()等方法读取文件内容。
使用write()方法写入文件内容。
使用close()方法关闭文件，或使用with语句自动关闭文件。
使用try-except语句处理文件操作中可能出现的异常。

通过掌握这些基本操作，你将能够在Python中有效地处理文件，为更复杂的应用打下坚实的基础。