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文件操作基础
几乎所有程序都需要和文件打交道。读取配置文件、保存用户数据、写入日志——这些都涉及文件操作。
Python 的文件操作相对简单，核心就是 open 函数。但简单不代表可以随便用——文件操作有很多细节需要注意，比如正确关闭文件、处理编码、选择合适的打开模式。如果这些没处理好，可能会导致数据丢失、文件损坏，或者安全漏洞。
这一章讲文件操作的基础知识，让你能正确地读写文件。
打开文件
用 open() 函数打开文件，返回一个文件对象：
python
f = open('test.txt', 'r') # 打开文件用于读取open() 的第一个参数是文件名，第二个参数是模式。
常用模式：
| 模式 | 含义 |
|---|---|
| 'r' | 读取（默认） |
| 'w' | 写入（会清空文件） |
| 'a' | 追加 |
| 'x' | 创建并写入，文件存在则报错 |
| 'b' | 二进制模式（可组合） |
| '+' | 读写模式（可组合） |
组合使用：'rb' 是二进制读取，'w+' 是读写并清空文件。
读取文件
有多种读取方式：
read() 读取全部内容：
python
f = open('test.txt', 'r')
content = f.read()
f.close()readline() 读取一行：
python
f = open('test.txt', 'r')
line = f.readline()
f.close()readlines() 读取所有行并返回列表：
python
f = open('test.txt', 'r')
lines = f.readlines()
f.close()也可以直接遍历文件对象，它是可迭代的：
python
with open('test.txt', 'r') as f:
for line in f:
print(line.strip())写入文件
write() 写入字符串：
python
f = open('test.txt', 'w')
f.write('Hello, World!\n')
f.close()writelines() 写入多行：
python
f = open('test.txt', 'w')
f.writelines(['Line 1\n', 'Line 2\n', 'Line 3\n'])
f.close()注意：写入不会自动添加换行符，需要手动添加 \n。
with 语句与资源管理
文件操作最重要的一点是：正确关闭文件。
如果文件打开后忘记关闭，会导致资源泄漏。在极端情况下，可能会耗尽系统能打开的文件数量。
python
# 错误的写法
f = open('test.txt', 'w')
f.write('Hello')
# 如果这里发生异常，文件就不会被关闭正确的方法是用 with 语句，它会自动关闭文件：
python
with open('test.txt', 'w') as f:
f.write('Hello')
# 文件在这里自动关闭，即使发生异常也会关闭with 语句通过上下文管理器实现资源管理，是 Python 最推荐的 文件操作方式。任何需要关闭的资源（文件、网络连接、数据库连接）都应该用 with 语句管理。
文件指针与 seek()
文件指针标记当前读取或写入的位置：
python
with open('test.txt', 'r+') as f: # r+ 是读写模式
content = f.read() # 读取全部，指针到末尾
f.seek(0) # 把指针移回开头
f.write('New content') # 从开头写入seek(offset, whence) 移动指针：
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
python
with open('test.txt', 'rb') as f:
f.seek(-10, 2) # 从末尾往前10个字节
data = f.read()tell() 返回当前指针位置：
python
with open('test.txt', 'r') as f:
pos = f.tell()
print(f"Current position: {pos}")文本模式 vs 二进制模式
'r' 和 'w' 是文本模式，默认使用系统编码（通常是 UTF-8）。
二进制模式用 'rb' 和 'wb'，读写的是字节串 bytes 而不是字符串 str：
python
# 文本模式
with open('text.txt', 'w') as f:
f.write('你好') # 字符串
# 二进制模式
with open('data.bin', 'wb') as f:
f.write(b'\x00\x01\x02') # 字节串处理图片、音频、压缩文件等二进制数据时，必须用二进制模式。
读取大文件
读取大文件时，不要用 read() 一次性读取全部内容，否则会占用大量内存：
python
# 不好：一次性读取整个文件
with open('big_file.txt', 'r') as f:
content = f.read() # 文件有 10GB，这里就会用 10GB 内存应该用迭代方式逐行读取：
python
# 好：逐行读取
with open('big_file.txt', 'r') as f:
for line in f:
process(line) # 每次只占用一行内存或者用生成器：
python
def read_large_file(filename):
with open(filename, 'r') as f:
for line in f:
yield line常见误区
第一个误区是忘记关闭文件。忘记关闭文件会导致资源泄漏，正确做法是始终用 with 语句。
第二个误区是在文本模式下读写字节。如果用 'r' 模式读取二进制数据会报错，应该用 'rb'。
第三个误区是用 'w' 模式写入已存在的文件。'w' 会清空文件内容，如果想保留原内容应该用 'a' 追加模式。
第四个误区是不处理编码。跨平台或在非英文环境下，编码问题很常见。最好显式指定编码：open('file.txt', 'r', encoding='utf-8')。
理解文件操作的基础知识，是编写可靠程序的重要一步。