在 Python 中，文件操作（File I/O）是处理数据持久化的基础功能。以下是 文件操作的全面指南，涵盖常用方法、最佳实践和实际示例：

一、文件操作核心步骤

打开文件 → 读写操作 → 关闭文件
（始终确保资源释放，避免内存泄漏）

二、文件打开模式

三、基础文件操作

1.读取文件

# 方法1：一次性读取（适合小文件）
with open('file.txt', 'r', encoding='utf-8') as f:
    content = f.read()  # 全部内容 → str
    lines = f.readlines()  # 按行读取 → List[str]

# 方法2：逐行读取（内存友好）
with open('large_file.txt', 'r') as f:
    for line in f:  # 迭代器逐行处理
        print(line.strip())

2.写入文件

# 覆盖写入
with open('output.txt', 'w') as f:
    f.write("Hello\n")  # 写入字符串
    f.writelines(["Line1\n", "Line2\n"])  # 写入多行

# 追加写入
with open('log.txt', 'a') as f:
    f.write(f"{datetime.now()}: New log entry\n")

3.二进制文件操作

# 复制图片文件
with open('input.jpg', 'rb') as src, open('copy.jpg', 'wb') as dst:
    dst.write(src.read())

四、高级文件操作

1.上下文管理器（with）

自动处理文件关闭，即使发生异常

with open('file.txt', 'r') as f:
    data = f.read()
# 离开 with 块后自动调用 f.close()

2.文件指针控制

with open('data.txt', 'r+') as f:
    f.seek(10)  # 移动指针到第10字节
    partial = f.read(5)  # 读取5个字符
    f.seek(0, 2)  # 跳到文件末尾（常用于追加）

3.路径处理（推荐pathlib）

from pathlib import Path

# 跨平台路径操作
file = Path('data/docs/file.txt')
print(file.parent)  # 父目录: data/docs
print(file.suffix)  # 后缀: .txt

# 直接读写
content = file.read_text(encoding='utf-8')
file.write_text("New content")

五、常见问题解决方案

1.处理大文件

• 分块读取避免内存溢出：

chunk_size = 1024  # 1KB
with open('huge_file.bin', 'rb') as f:
    while chunk := f.read(chunk_size):
        process(chunk)

2.编码问题

• 指定编码避免乱码：

with open('file.txt', 'r', encoding='utf-8') as f:
    text = f.read()

3.临时文件

import tempfile

# 创建临时文件（自动删除）
with tempfile.NamedTemporaryFile(delete=True) as tmp:
    tmp.write(b"Temp data")
    tmp.seek(0)
    print(tmp.read())

六、实战案例

1.CSV 文件处理

import csv

# 读取CSV
with open('data.csv', 'r') as f:
    reader = csv.DictReader(f)
    for row in reader:
        print(row['name'], row['age'])

# 写入CSV
with open('output.csv', 'w', newline='') as f:
    writer = csv.writer(f)
    writer.writerow(['Name', 'Age'])
    writer.writerow(['Alice', 25])

2.JSON 文件读写

import json

# 读取JSON
with open('config.json', 'r') as f:
    config = json.load(f)  # → dict

# 写入JSON（格式化输出）
with open('config.json', 'w') as f:
    json.dump(config, f, indent=4)

3.日志文件轮替

import logging
from logging.handlers import RotatingFileHandler

handler = RotatingFileHandler(
    'app.log', maxBytes=1e6, backupCount=3  # 每个1MB，保留3个备份
)
logging.basicConfig(handlers=[handler])

七、最佳实践

1. 始终使用 with 语句确保文件关闭
2. 明确指定编码（如 encoding='utf-8'）
3. 大文件用 迭代器逐行/分块处理
4. 路径操作优先用 pathlib 替代 os.path
5. 敏感文件操作添加 异常处理：

try:
    with open('file.txt', 'r') as f:
        data = f.read()
except FileNotFoundError:
    print("文件不存在")
except UnicodeDecodeError:
    print("编码错误")

总结

Python 文件操作的核心方法：

1. 打开 → with open(...) as f
2. 读写 → f.read() / f.write()
3. 关闭 → 自动处理（with语句）

根据需求选择：

• 文本处理：'r'/'w' + 指定编码
• 二进制文件：'rb'/'wb'
• 复杂路径：pathlib.Path