檔案處理是使用 Python 最重要的方面之一。無(wú)論您是閱讀文字文件、編寫(xiě)日誌、處理 CSV 文件還是儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，了解如何使用文件至關(guān)重要。幸運(yùn)的是，Python 的內(nèi)建函數(shù)可讓您輕鬆建立、開(kāi)啟、讀取、寫(xiě)入和操作文件，而無(wú)需費(fèi)力。

在本文中，我們將深入探討 Python 中檔案處理的基礎(chǔ)知識(shí)，涵蓋從開(kāi)啟檔案到處理 CSV 和 JSON 等常見(jiàn)檔案格式的所有內(nèi)容。我們還將分享有關(guān)高效處理大文件並確保您安全處理文件的技巧。最後，您將自信地使用 Python 來(lái)管理專案中的檔案。

我們將要涵蓋的內(nèi)容：

1. 開(kāi)啟和關(guān)閉檔案
2. 從檔案讀取
3. 寫(xiě)入檔案
4. 處理二進(jìn)位檔案
5. 處理異常
6. 使用 os 和 pathlib 進(jìn)行檔案操作
7. 使用 CSV 和 JSON 檔案
8. 高效文件處理技巧
9. 文件編碼與跨平臺(tái)注意事項(xiàng)

1. 開(kāi)啟和關(guān)閉文件

當(dāng)您使用文件時(shí)，第一步是開(kāi)啟文件。在 Python 中，這是使用 open() 函數(shù)完成的，該函數(shù)有兩個(gè)主要參數(shù)：檔案名稱和要開(kāi)啟檔案的模式（例如讀取“r”、寫(xiě)入“w”或附加“a”） ）。完成後，關(guān)閉文件以釋放資源非常重要。

範(fàn)例：

# Open a file in write mode
file = open("example.txt", "w")

# Write some content to the file
file.write("Hello, World!")

# Always close the file after you're done to free up system resources
file.close()

說(shuō)明：

open("example.txt", "w")：以寫(xiě)入模式開(kāi)啟檔案 example.txt。如果該檔案不存在，Python 將建立它。如果確實(shí)存在，則會(huì)被覆蓋。
file.write("Hello, World!")：寫(xiě)入字串「Hello, World!」到檔案。
file.close()：關(guān)閉文件，這是確保保存所有變更並釋放資源所必需的。
更好的實(shí)踐：使用 with 語(yǔ)句

with 語(yǔ)句會(huì)在您完成後自動(dòng)關(guān)閉文件，因此您無(wú)需明確呼叫 close()。

with open("example.txt", "w") as file:
    file.write("Hello, World!")
# The file is automatically closed here, even if an error occurs

說(shuō)明：

with 語(yǔ)句確保在執(zhí)行程式碼區(qū)塊後自動(dòng)關(guān)閉文件，即使程式碼區(qū)塊內(nèi)發(fā)生錯(cuò)誤也是如此。這可以防止意外的資料遺失或資源外洩。

2. 從檔案中讀取

Python 中有多種讀取檔案的方法，取決於您是要一次讀取整個(gè)檔案還是逐行處理它。

範(fàn)例（讀取整個(gè)檔案）：

with open("example.txt", "r") as file:
    content = file.read()  # Read the entire file at once
    print(content)

說(shuō)明：

open("example.txt", "r"): 以讀取模式開(kāi)啟檔案 ("r")。
file.read()：將檔案的全部?jī)?nèi)容讀入變數(shù)content。這適用於小文件，但對(duì)於大文件可能效率低下。
print(content): 將內(nèi)容輸出到控制臺(tái)。

範(fàn)例（高效率逐行閱讀）：

# Open a file in write mode
file = open("example.txt", "w")

# Write some content to the file
file.write("Hello, World!")

# Always close the file after you're done to free up system resources
file.close()

說(shuō)明：

for line in file 循環(huán)逐行讀取文件，從而提高大文件的記憶體效率。
line.strip()：在列印之前從每行中刪除任何前導(dǎo)/尾隨空格或換行符。

3. 寫(xiě)入文件

要將資料寫(xiě)入文件，我們使用「w」或「a」模式。 「w」模式會(huì)覆蓋文件，而「a」會(huì)追加到現(xiàn)有內(nèi)容。

範(fàn)例（寫(xiě)入檔案）：

with open("example.txt", "w") as file:
    file.write("Hello, World!")
# The file is automatically closed here, even if an error occurs

說(shuō)明：

open("example.txt", "w")：以寫(xiě)入模式開(kāi)啟文件，如果文件不存在則建立該文件，如果存在則刪除內(nèi)容。
file.write()：將字串寫(xiě)入檔案。如果需要，您可以在新行中新增 n。

範(fàn)例（附加到文件）：

with open("example.txt", "r") as file:
    content = file.read()  # Read the entire file at once
    print(content)

說(shuō)明：

open("example.txt", "a")：以追加模式（"a"）開(kāi)啟文件，這表示新資料將新增至文件末尾，而不刪除現(xiàn)有內(nèi)容。
file.write("nThis will beappend at the end.")：在檔案結(jié)尾寫(xiě)入新行，新增 n 移動(dòng)到新行。

4. 處理二進(jìn)位文件

處理非文字檔案（例如影像、影片或其他二進(jìn)位資料）時(shí)，需要使用二進(jìn)位模式（「rb」用於讀取，「wb」用於寫(xiě)入）。

範(fàn)例（讀取二進(jìn)位檔案）：

with open("example.txt", "r") as file:
    for line in file:  # Loop through each line in the file
        print(line.strip())  # Remove trailing newline characters and print the line

說(shuō)明：

open("image.jpg", "rb")：以讀取二進(jìn)位模式（"rb"）開(kāi)啟文件，這對(duì)於二進(jìn)位資料是必需的。
binary_file.read()：讀取檔案的整個(gè)二進(jìn)位內(nèi)容。
binary_data[:10]：顯示檔案的前 10 個(gè)位元組。這對(duì)於預(yù)覽或處理區(qū)塊中的二進(jìn)位資料非常有用。

5. 異常處理

處理檔案時(shí)，可能會(huì)發(fā)生檔案遺失或權(quán)限問(wèn)題等錯(cuò)誤。您可以使用 try- except 區(qū)塊優(yōu)雅地處理這些錯(cuò)誤。

範(fàn)例：

with open("example.txt", "w") as file:
    file.write("Writing a new line of text.")

說(shuō)明：

try 區(qū)塊嘗試開(kāi)啟並讀取可能不存在的檔案。
如果未找到文件，則 except FileNotFoundError 區(qū)塊會(huì)捕獲錯(cuò)誤並列印一條用戶友好的訊息，而不是使程式崩潰。

6.使用os和pathlib進(jìn)行檔案操作

os 和 pathlib 模組提供了與檔案系統(tǒng)互動(dòng)的方法，而不僅僅是開(kāi)啟和關(guān)閉檔案。您可以檢查檔案是否存在、重新命名或刪除它們。

範(fàn)例（作業(yè)系統(tǒng)模組）：

# Open a file in write mode
file = open("example.txt", "w")

# Write some content to the file
file.write("Hello, World!")

# Always close the file after you're done to free up system resources
file.close()

說(shuō)明：

with open("example.txt", "w") as file:
    file.write("Hello, World!")
# The file is automatically closed here, even if an error occurs

範(fàn)例（pathlib 模組）：

with open("example.txt", "r") as file:
    content = file.read()  # Read the entire file at once
    print(content)

說(shuō)明：

Path("new_example.txt")：建立一個(gè)指向檔案的 Path 物件。
file_path.exists(): 檢查檔案是否存在。
file_path.unlink(): 刪除檔案。

7. 使用 CSV 和 JSON 文件

Python 的 csv 和 json 模組可以輕鬆處理結(jié)構(gòu)化資料格式，例如 CSV（逗號(hào)分隔值）和 JSON（JavaScript 物件表示法）。

CSV 檔案

csv 模組可讓您處理按行和列組織的資料。

範(fàn)例（寫(xiě)入 CSV）：

with open("example.txt", "r") as file:
    for line in file:  # Loop through each line in the file
        print(line.strip())  # Remove trailing newline characters and print the line

說(shuō)明：

csv.writer(file)：建立一個(gè) writer 物件以將行寫(xiě)入 CSV 檔案。
writer.writerow()：將每一行資料寫(xiě)入檔案。

範(fàn)例（讀取 CSV）：

with open("example.txt", "w") as file:
    file.write("Writing a new line of text.")

說(shuō)明：

在上面的程式碼區(qū)塊中，csv.reader(file)：建立一個(gè)迭代 CSV 檔案中每一行的讀取器物件。
讀取器循環(huán)中的 for row 讀取每一行並列印它。
JSON 檔案
json 模組非常適合讀取和寫(xiě)入鍵值對(duì)結(jié)構(gòu)的資料。

範(fàn)例（寫(xiě) JSON）：

with open("example.txt", "a") as file:
    file.write("\nThis will be appended at the end.")

說(shuō)明：

json.dump(data, file)：將字典資料以 JSON 形式寫(xiě)入檔案。

範(fàn)例（讀取 JSON）：

with open("image.jpg", "rb") as binary_file:
    binary_data = binary_file.read()  # Read the entire file in binary mode
    print(binary_data[:10])  # Print first 10 bytes for preview

說(shuō)明：

json.load(file)：讀取 JSON 檔案並轉(zhuǎn)換回 Python 字典。

8.高效率文件處理技巧

處理大型檔案時(shí)，分塊處理檔案比將整個(gè)檔案載入到記憶體中更有效。

範(fàn)例（分塊閱讀）：

try:
    with open("nonexistentfile.txt", "r") as file:
        content = file.read()
except FileNotFoundError:
    print("The file does not exist!")

結(jié)論

在 Python 中處理檔案既簡(jiǎn)單又強(qiáng)大。無(wú)論您是處理文字檔案、儲(chǔ)存資料還是處理大型資料集，掌握檔案操作都將使您的編碼生活更加輕鬆。透過(guò)我們?cè)诒疚闹薪榻B的提示和技術(shù)，您將能夠順利編寫(xiě)更有效率、可靠且可擴(kuò)展的 Python 程式。

感謝您的閱讀...

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