到目前为止，我们一直从控制台获取输入并将其写回控制台以与用户交互。

有时，仅在控制台上显示数据是不够的。要显示的数据可能非常大，由于内存易失性，只能在控制台上显示有限量的数据，无法反复从程序中生成数据。

文件处理在数据需要永久存储到文件中时发挥重要作用。文件是磁盘上的命名位置，用于存储相关信息。我们可以在程序终止后访问存储的信息（非易失性）。

文件处理在其他编程语言中的实现可能稍显冗长或复杂，但在Python中更简单和更短。

在Python中，文件以文本或二进制两种模式处理。文件可以是文本格式或二进制格式，文件的每一行都以特殊字符结尾。

因此，文件操作可以按以下顺序进行。

  • 打开文件
  • 读取或写入 - 执行操作
  • 关闭文件

打开文件

Python提供了一个名为open()的函数，该函数接受两个参数：文件名和访问模式。函数返回一个文件对象，可以用于执行各种操作，如读取、写入等。

语法：

file object = open(<file-name>, <access-mode>, <buffering>)

可以使用各种模式访问文件，如读取、写入或追加。以下是有关打开文件的访问模式的详细信息。

序号访问模式描述
1r以只读模式打开文件。文件指针位于开头。如果不传递访问模式，默认情况下文件以此模式打开。
2rb以只读二进制格式打开文件。文件指针位于开头。
3r+以读写模式打开文件。文件指针位于开头。
4rb+以读写二进制格式打开文件。文件指针位于开头。
5w以只写模式打开文件。如果文件已存在，则覆盖该文件；如果不存在，则创建新文件。文件指针位于开头。
6wb以只写二进制格式打开文件。如果文件已存在，则覆盖该文件；如果不存在，则创建新文件。文件指针位于开头。
7w+以读写模式打开文件。与r+不同，如果文件已存在，则覆盖之前的文件；如果不存在，则创建新文件。文件指针位于开头。
8wb+以读写二进制格式打开文件。文件指针位于开头。
9a以追加模式打开文件。文件指针位于已写入文件的末尾，如果文件不存在，则创建新文件。
10ab以追加模式打开二进制格式文件。文件指针位于已写入文件的末尾，如果文件不存在，则创建新文件。
11a+以追加和读取模式打开文件。文件指针位于文件末尾（如果文件存在）。如果文件不存在，则创建新文件。
12ab+以追加和读取模式打开二进制格式文件。文件指针位于文件末尾。

让我们看一个简单的例子，以只读模式打开名为“file.txt”的文件（存储在同一目录中），并将其内容打印到控制台上。

示例

#opens the file file.txt in read mode    
fileptr = open("file.txt","r")    
    
if fileptr:    
    print("file is opened successfully")

输出：

<class '_io.TextIOWrapper'>
file is opened successfully

在上述代码中，我们将文件名作为第一个参数传递，并在第二个参数中将文件打开为只读模式，因为我们将第二个参数指定为r。文件指针持有文件对象，如果文件成功打开，它将执行打印语句。

close() 方法

在对文件执行所有操作后，我们必须通过Python脚本使用close()方法关闭它。一旦调用文件对象上的close()方法，任何未写入的信息都会被销毁。

我们可以通过文件系统在Python中打开的文件进行任何操作；因此，在完成所有操作后关闭文件是良好的实践。

使用close()方法的语法如下。

语法

fileobject.close()

考虑以下示例。

# opens the file file.txt in read mode    
fileptr = open("file.txt","r")    
    
if fileptr:    
    print("file is opened successfully")    
    
#closes the opened file    
fileptr.close()

关闭文件后，就无法对文件执行任何操作。文件需要被适当地关闭。如果在文件中执行某些操作时发生任何异常，程序将终止而不关闭文件。

我们应该使用以下方法来解决此类问题。

try:  
   fileptr = open("file.txt")  
   # perform file operations  
finally:  
   fileptr.close()

with 语句

with语句是在Python 2.5中引入的。with语句在操作文件时非常有用。它用于在一对语句中执行一个代码块的情况下。

使用with语句打开文件的语法如下。

with open(<file name>, <access mode>) as <file-pointer>:    
    #statement suite

使用with语句的好处在于，它保证无论嵌套块如何退出，都会关闭文件。

在文件中使用with语句始终是一个建议性的做法，因为如果嵌套块中发生中断、返回或异常，它会自动关闭文件，无需编写close()函数。它不会让文件损坏。

考虑以下示例。

示例

with open("file.txt",'r') as f:    
    content = f.read();    
    print(content)

写入文件

要将一些文本写入文件，我们需要使用带有以下访问模式之一的open方法打开文件。

w： 如果文件存在，则覆盖该文件。文件指针位于文件开头。

a： 追加到现有文件。文件指针位于文件末尾。如果没有文件存在，则创建一个新文件。

考虑以下示例。

示例

# open the file.txt in append mode. Create a new file if no such file exists.  
fileptr = open("file2.txt", "w")  
  
# appending the content to the file  
fileptr.write('''''Python is the modern day language. It makes things so simple. 
It is the fastest-growing programing language''')  
  
# closing the opened the file  
fileptr.close()

输出：

文件2.txt

Python is the modern-day language. It makes things so simple. It is the fastest growing programming language.

file2.txt 的快照

Python 文件处理

我们以w模式打开了文件。file1.txt 文件不存在，它创建了一个新文件，并且我们使用write()函数在文件中写入内容。

示例 2

#open the file.txt in write mode.    
fileptr = open("file2.txt","a")  
    
#overwriting the content of the file    
fileptr.write(" Python has an easy syntax and user-friendly interaction.")    
      
#closing the opened file     
fileptr.close()

输出：

Python is the modern day language. It makes things so simple.
It is the fastest growing programing language Python has an easy syntax and user-friendly interaction.

file2.txt 的快照

Python 文件处理

我们可以看到文件的内容已被修改。我们以a模式打开了文件，并且它将内容追加到现有的file2.txt。

要使用Python脚本读取文件，Python提供了read()方法。read()方法从文件中读取一个字符串。它可以以文本和二进制格式读取数据。

read() 方法的语法如下。

语法：

fileobj.read(<count>)

这里的数量是从文件开始处读取的字节数。如果未指定数量，则它可能会读取文件内容直到结束。

考虑以下示例。

示例

#open the file.txt in read mode. causes error if no such file exists.    
fileptr = open("file2.txt","r")  
#stores all the data of the file into the variable content    
content = fileptr.read(10)   
# prints the type of the data stored in the file    
print(type(content))      
#prints the content of the file    
print(content)       
#closes the opened file    
fileptr.close()

输出：

<class 'str'>
Python is

在上面的代码中，我们使用read()*函数读取了*file2.txt的内容。我们将计数值设置为十，这意味着它会从文件中读取前十个字符。

如果我们使用以下行，则会打印文件的所有内容。

content = fileptr.read()  
print(content)

输出：

Python is the modern-day language. It makes things so simple.
It is the fastest-growing programing language Python has easy an syntax and user-friendly interaction.

通过 for 循环读取文件

我们可以使用 for 循环读取文件。考虑以下示例。

#open the file.txt in read mode. causes an error if no such file exists.    
fileptr = open("file2.txt","r");     
#running a for loop     
for i in fileptr:    
    print(i) # i contains each line of the file

输出：

Python is the modern day language.

It makes things so simple.

Python has easy syntax and user-friendly interaction.

逐行读取文件

Python 通过函数readline()方法来逐行读取文件。readline()方法从文件的开头读取行，并将文件指针放在新行的开头。

考虑以下示例，其中包含一个readline()函数，它读取包含三行的文件"file2.txt"的第一行。

示例 1：使用readline()函数读取行

#open the file.txt in read mode. causes error if no such file exists.    
fileptr = open("file2.txt","r");     
#stores all the data of the file into the variable content    
content = fileptr.readline()     
content1 = fileptr.readline()  
#prints the content of the file    
print(content)     
print(content1)  
#closes the opened file    
fileptr.close()

输出：

Python is the modern day language.

It makes things so simple.

我们调用了readline()函数两次，这就是为什么它从文件中读取了两行。

Python 还提供了readlines()方法，用于逐行读取。它返回到文件结束为止的所有行的列表。

示例 2：使用readlines()函数读取行

#open the file.txt in read mode. causes error if no such file exists.    
fileptr = open("file2.txt","r");     
    
#stores all the data of the file into the variable content    
content = fileptr.readlines()     
  
#prints the content of the file    
print(content)     
    
#closes the opened file    
fileptr.close()

输出：

['Python is the modern day language.\n', 'It makes things so simple.\n', 'Python has easy syntax and user-friendly interaction.']

创建新文件

可以使用open()函数和以下访问模式之一来创建新文件。

x： 使用指定的名称创建新文件。如果存在同名文件，则会引发错误。

a： 如果不存在指定名称的文件，则创建新文件。如果已存在同名文件，则将内容附加到文件末尾。

w： 如果不存在指定名称的文件，则创建新文件。如果已存在同名文件，则会覆盖现有文件。

考虑以下示例。

示例 1

#open the file.txt in read mode. causes error if no such file exists.    
fileptr = open("file2.txt","x")   
print(fileptr)    
if fileptr:    
    print("File created successfully")

输出：

<_io.TextIOWrapper name='file2.txt' mode='x' encoding='cp1252'>
File created successfully

文件指针位置

Python 提供了tell()方法，用于打印文件指针当前所在的字节数。考虑以下示例。

# open the file file2.txt in read mode    
fileptr = open("file2.txt","r")    
  
#initially the filepointer is at 0     
print("The filepointer is at byte :",fileptr.tell())    
    
#reading the content of the file    
content = fileptr.read();    
    
#after the read operation file pointer modifies. tell() returns the location of the fileptr.     
    
print("After reading, the filepointer is at:",fileptr.tell())

输出：

The filepointer is at byte : 0
After reading, the filepointer is at: 117

修改文件指针位置

在实际应用中，有时我们需要在外部更改文件指针位置，因为我们可能需要在不同位置读取或写入内容。

为此，Python 提供了seek()方法，允许我们在外部修改文件指针位置。

seek()方法的语法如下所示。

语法：

<file-ptr>.seek(offset[, from)

seek()方法接受两个参数：

偏移量： 它指的是文件内部文件指针的新位置。

参考位置： 表示从哪里移动字节。如果设置为 0，则使用文件开头作为参考位置。如果设置为 1，则使用文件指针的当前位置作为参考位置。如果设置为 2，则使用文件指针的末尾作为参考位置。

考虑以下示例。

示例

# open the file file2.txt in read mode    
fileptr = open("file2.txt","r")    
    
#initially the filepointer is at 0     
print("The filepointer is at byte :",fileptr.tell())    
    
#changing the file pointer location to 10.    
fileptr.seek(10);    
    
#tell() returns the location of the fileptr.     
print("After reading, the filepointer is at:",fileptr.tell())

输出：

The filepointer is at byte : 0
After reading, the filepointer is at: 10

Python 的 os 模块

重命名文件

Python 的 os 模块允许与操作系统进行交互，提供了涉及文件处理操作（如重命名、删除等）的函数。它提供了 rename() 方法，用于将指定的文件重命名为新名称。rename() 方法的语法如下。

语法：

rename(current-name, new-name)

第一个参数是当前文件名，第二个参数是修改后的名称。通过这两个参数可以更改文件名。

示例 1：

import os    
    
#rename file2.txt to file3.txt    
os.rename("file2.txt","file3.txt")

删除文件

os 模块提供了 remove() 方法，用于删除指定的文件。remove() 方法的语法如下。

remove(file-name)

示例 1：

import os;    
#deleting the file named file3.txt     
os.remove("file3.txt")

创建新目录

mkdir() 方法用于在当前工作目录中创建目录。创建新目录的语法如下。

语法：

mkdir(directory name)

示例 1：

import os    
    
#creating a new directory with the name new    
os.mkdir("new")

getcwd() 方法

此方法返回当前的工作目录。

使用 getcwd() 方法的语法如下。

语法：

os.getcwd()

示例：

import os  
os.getcwd()

输出：

'C:\\Users\\DEVANSH SHARMA'

更改当前工作目录

chdir() 方法用于将当前工作目录更改为指定目录。

使用 chdir() 方法的语法如下。

语法：

chdir("new-directory")

示例：

import os   
# Changing current directory with the new directiory  
os.chdir("C:\\Users\\DEVANSH SHARMA\\Documents")  
#It will display the current working directory  
os.getcwd()

输出：

'C:\\Users\\DEVANSH SHARMA\\Documents'

删除目录

rmdir() 方法用于删除指定的目录。

使用 rmdir() 方法的语法如下。

语法：

os.rmdir(directory name)

示例 1：

import os  
#removing the new directory     
os.rmdir("directory_name")

将会删除指定的目录。

将 Python 输出写入文件

在 Python 中，有时需要将 Python 脚本的输出写入文件。

模块 subprocess 的 check_call() 方法用于执行 Python 脚本，并将该脚本的输出写入文件。

以下示例包含两个 Python 脚本。脚本 file1.py 执行脚本 file.py，并将其输出写入文本文件 output.txt。

示例

file.py

temperatures=[10,-20,-289,100]    
def c_to_f(c):    
    if c< -273.15:    
        return "That temperature doesn't make sense!"    
    else:    
        f=c*9/5+32    
        return f    
for t in temperatures:    
    print(c_to_f(t))

file1.py

import subprocess    
    
with open("output.txt", "wb") as f:    
    subprocess.check_call(["python", "file.py"], stdout=f)

文件相关方法

文件对象提供了以下方法来操作各种操作系统上的文件。

序号方法描述
1File.close()它关闭打开的文件。文件一旦关闭，就无法再读取或写入。
2File.fush()它刷新内部缓冲区。
3File.fileno()它返回底层实现用来向操作系统请求 I/O 的文件描述符。
4File.isatty()如果文件连接到 TTY 设备，则返回 true，否则返回 false。
5File.next()它返回文件中的下一行。
6File.read([size])它读取指定大小的文件。
7File.readline([size])它从文件中读取一行并将文件指针放置到新行的开头。
8File.readlines([sizehint])它返回一个包含文件所有行的列表。它使用 readline() 函数读取文件，直到 EOF 发生。
9File.seek(offset[,from)它将文件指针的位置修改为具有指定引用的指定偏移量。
10File.tell()它返回文件指针在文件中的当前位置。
11File.truncate([size])它将文件截断为可选的指定大小。
12File.write(str)它将指定的字符串写入文件
13File.writelines(seq)它将字符串序列写入文件。

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