一、前言

本小节梳理了读写文件的基本用法，介绍了路径的写法、open()函数的用法和with关键字，并准备了图片、音频、视频进行演习操作。

环境说明：Python 3.6、windows11 64位

二、读写文件基本用法

步骤：打开文件>读取文件/写入文件>关闭文件。

# 读
# 打开文件，file1为open()函数调用后返回的文件对象，之后对文件的操作都是对file1对象的操作
file1 = open('f1.txt','r',encoding='utf-8')
# 读取文件
filecontent = file1.read()
print(filecontent)
# 关闭文件
file1.close()

# 写
# 打开文件
file1 = open('f1.txt','w',encoding='utf-8')
# 写入文件
file1.write('Hello world!')
# 关闭文件
file1.close()

注：open()函数中，第二个参数模式'r'为只读，'w'为只写，所以读写要分开。2.1.2介绍更多模式。

2.1 打开文件

2.1.1 文件路径

文件路径的表示方式有两种：绝对路径和相对路径。
绝对路径就是文件的完整路径，在本机的任意Python文件都可正确读取到文件。在网页上，一个完整的网址也是一个绝对路径，在条件允许的情况下，何时何地都可以打开对应的网页。
相对路径就不同，它是一个短路径，是以打开它的Python文件所在目录为基准的路径，如果Python文件和被打开的文件在同一层级目录下，可以直接使用其名字打开文件。一些常用的相对路径的用法：

• /：代表根目录。
• ./：代表目前所在的目录。
• ../：代表上一层目录。

例如以下四个路径，他们都是绝对路径，如果用test.py打开其他三个文件，可以直接使用绝对路径，也可以使用每个路径#后面的相对路径读取文件。

# 绝对路径
D:/Python/py_file/test.py
D:/Python/py_file/f1.txt      # f1.txt
D:/Python/f2.txt			  # ../f2.txt
D:/Python/py_file/test/f3.txt # ./test/f3.txt

获取路径的方法：

• 方法1：手敲
• 方法2：在资源管理器中，点击地址栏（或Ctrl+L），选择地址进行拷贝，需要再加上文件名和后缀
• 方法3：打开命令提示符或终端，按住左键将文件拖到命令提示符或终端松开，复制文件路径

注意：由于\在Python中是转义符号，使用路径时需要避开转义导致的错误，常用书写路径的方法有三种：

• 使用\\转义，表示一个\，如："D:\\Python\\py_file\\f1.txt"
• 使用/，如："D:/Python/py_file/f1.txt"
• 使用r，如：r"D:\Python\py_file\f1.txt"

2.1.2 open()

open()用于打开文件，最常用的参数有三个：文件路径、操作文件模式、编码格式。

• 文件路径：参考2.2.1
• 操作文件的模式：'r'代表阅读模式，'w'是写入模式（写入会覆盖掉之前的内容），'a'是追加写入（不会覆盖掉之前的内容），'rb'和'wb'分别表示对二进制文件（视频、音频、图片等）的读取和写入。

• 编码格式： 即返回的数据采用何种编码，一般采用utf-8编码或者gbk编码。

2.2 读和写

2.2.1 read()和write()

read()用于读取文件，默认读取所有内容，传入整数可指定读取长度，用法：open()对象.read()，如file1.read()；
write()用于写入文件，用法：open()对象.write()，如file1.write()。

2.2.2 seek()

关于指针偏移介绍：
可以使用seek()函数，往括号中传递整数即可偏移位置读取。

语法介绍：seek(offset[,whence])

• offset：偏移量，可以是负值，代表从后向前移动，**该值的计算方式是按字节数，数字和英文及英文标点都是一个字节，中文和中文标点3个字节。**而read(x)是按字符数。具体后续举例说明。
• whence：偏移相对位置，
  • 为0，表示文件起始位置（也可用os.SEEK_SET表示）；
  • 为1，表示文件当前位置（也可用os.SEEK_CUR表示）；
  • 为2，表示文件结尾位置（也可用os.SEEK_END表示）。

非二进制

• seek(x,0)：表示指针从开头位置移动到x位置，0为默认值，可省略；x必须为完整字符的字节数，具体解释看后文测试代码；
• seek(0,1)：表示指针从当前位置开始，只支持0，相当于tell()，tell()计算方式也是按字节数；
• seek(0,2)：表示指针从文件结尾位置开始，只支持0。

二进制读取支持：

• seek(x,0)：表示指针从开头位置移动到x位置
• seek(x,1)：表示指针从当前位置向后移动x个位置
• seek(-x,2)：表示指针从文件结尾向前移动x个位置

【非二进制读取操作】

# 写入f1.txt文件
file1 = open('f1.txt','w',encoding='utf-8')
file1.write('我是Xin学数据。')
file1.close()

# 读取文件，非二进制
f = open('f1.txt', 'r',encoding='utf-8')
print(f.read())  # 结果为我是Xin学数据。
f.seek(0)        # 读取完指针跑到结尾处，调回文件开头

print(f.tell())  # 结果为0；查看文件指针的位置
# 读取【Xin】
f.seek(6)        # 移动6个字节
print(f.tell())  # 结果为6；指针跟随移动6个字节
print(f.read(3)) # 结果为Xin；读取3个字符（3个字节，英文1个字符1个字节）
print(f.tell())  # 结果为9；读取3个字节，指针跟随移动3个字节
# 继续读取3个字符
print(f.read(3)) # 结果为学数据；读取3个字符（9个字节，中文1个字符3个字节）
print(f.tell())  # 结果为18；读取9个字节，指针跟随移动9个字节

# 读取【数据】
f.seek(12)
print(f.read(2))

# 移动到文末
f.seek(0,2)

# 前面提到【x必须为完整字符的字节数】
# 拿该例说明，如果使用f.seek(1)会报错，因为第一个字符【我】有3个字节，3个字节合在一起表示一个中文【我】，如果指针移动一个字节，剩下的两个字节计算机无法解析，所以报错。
# 所以如果要从第二个字符【是】开始读取，应该使用f.seek(3)，从第3个字节开始读取（忽略0~2字节，即字符：我）
# f.seek(1)  # 报错：UnicodeDecodeError
f.seek(3)
print(f.read())  # 结果为是Xin学数据。

【二进制读取操作】

# 写入f1.txt文件
file1 = open('f1.txt','w',encoding='utf-8')
file1.write('我是Xin学数据。')
file1.close()

# 读取文件，二进制
f = open('f1.txt', 'rb')
print(f.read())  # 结果为b'\xe6\x88\x91\xe6\x98\xafXin\xe5\xad\xa6\xe6\x95\xb0\xe6\x8d\xae\xe3\x80\x82bbb'
f.seek(0)        # 读取完指针跑到结尾处，调回文件开头

print(f.tell())  # 结果为0；查看文件指针的位置
# 读取【Xin】
f.seek(6)        # 移动6个字节
print(f.tell())  # 结果为6；指针跟随移动6个字节
f.read(3)        # 结果为Xin；读取3个字符（3个字节，英文1个字符1个字节）
print(f.tell())  # 结果为9；读取3个字节，指针跟随移动3个字节
# 继续读取3个字符
print(f.read(3)) # 结果为\xe5\xad\xa6；读取3个字符（3个字节）,这三个字节表示中文：学
print(f.tell())  # 结果为9；读取9个字节，指针跟随移动9个字节

# 读取【数据】
f.seek(12)
print(f.read(6)) # 返回结果为b'\xe6\x95\xb0\xe6\x8d\xae'，中文为：数据

# 在当前位置向后移动2个字符
f.seek(2,1)      # 
print(f.read(1)) # 结果为b'\x82'，可以借助一开始打印的字节码做对照

# 在文末往前9个字符开始取数，读取6个字符
f.seek(-9,2)
print(f.read(6)) # 返回结果为b'\xe6\x95\xb0\xe6\x8d\xae'，中文为：数据

# 移动到文末
f.seek(0,2)

2.3 关闭文件

close()用于关闭文件，用法：open()对象.close()，如file1.close()。
作用：

• 释放程序所申请的系统资源；
• 保存文件；
• 增强对文件操作的安全性。

2.4 with关键字

用法：with open() as 变量名 : （注意冒号不能丢！）。
该方法会自动关闭文件，无需close()。

# 读
with open('f1.txt','r',encoding='utf-8') as file1:
    filecontent = file1.read()
    print(filecontent)
# 写
with open('f1.txt','w',encoding='utf-8') as file1: 
    file1.write('Hello World！')

三、文件操作示例

说明：以下所有测试文件和python文件都存放在同一个目录下，所以采用相对路径进行操作，你可以拿到文件，打开Python文件运行相关代码。
文件链接：点此直达。文件包含图片、音频、视频、csv文件和python代码文件。

注：需单独观察代码执行效果，注意注释其他代码。

3.1 TXT文件

操作说明：

在目录D:/Python下，创建一个文件f1.txt，写入Hello World！，然后读取打印。

#################################################################
# TXT文件
#################################################################
# 普通方式
# 写入“Hello World！”
file1 = open('f1.txt','w',encoding='utf-8')
file1.write('Hello world!')
file1.close()
print('写完fi.txt。')

# 读取f1.txt文件并打印
file1 = open('f1.txt','r',encoding='utf-8')
filecontent = file1.read()
file1.close()
print(filecontent)
print('读完fi.txt。')

# with关键字
# 写入“Hello World！”
with open('f1.txt','w',encoding='utf-8') as file1:
    file1.write('Hello World！')
print('写完fi.txt。')

# 读取f1.txt文件并打印
with open('f1.txt','r',encoding='utf-8') as file1:
    filecontent = file1.read()
    print(filecontent)
print('读完fi.txt。')

3.2 二进制文件：图片、音频、视频

读写二进制文件时，不需要传入编码，使用带b的读写模式。

图片读写，如下图，文件名叫python-logo.png。

#################################################################
# 图片文件
#################################################################
# 仅用with关键字读写示例
with open('python-logo.png','rb') as file1:
    filecontent = file1.read()
print("读完python-logo.png。")
with open('pythonlogo.jpg','wb') as file1:
    file1.write(filecontent)  # 将上面读取的二进制编码写入
print("写完python-logo.png。")

音频读写，如下：

#################################################################
# 音频文件
#################################################################
# 仅用with关键字读写示例
with open('夜晚虫鸣.wav','rb') as file1:
    filecontent = file1.read()
print("读完夜晚虫鸣.wav。")
with open('夜晚虫鸣.mp3','wb') as file1:
    file1.write(filecontent)  # 将上面读取的二进制编码写入
print("写完夜晚虫鸣.wav。")

视频读写，使用如下两段小视频：

#################################################################
# 视频文件
#################################################################
# 仅用with关键字读写示例
with open('01.ts','rb') as file1:
    filecontent_01 = file1.read()
print("读完01.ts。")

with open('02.ts','rb') as file1:
    filecontent_02 = file1.read()
print("读完02.ts。")

with open('union.mp4','wb') as file1:
    file1.write(filecontent_01)
    file1.write(filecontent_02)
print("写完union.mp4。")

3.3 csv文件

csv文件的读写也和TXT文件类似，只是文件后缀名需要改一下即可。

#################################################################
# CSV文件
#################################################################
with open('test_csv.csv','r',encoding='utf-8') as file1:
    filecontent = file1.read()
print("读完test_csv.csv。")

with open('test_csv_write.csv','w',encoding='utf-8') as file1:
    file1.write(filecontent)
print("写完test_csv.csv。")

通过以上代码独到的数据其实都被处理为文本，如果要取到对应的数据怎么办呢？其实也好处理。下面展示一下将读取到的数据处理为表头和表值，以及{列名:列值}的形式。

#################################################################
# csv文件处理
#################################################################
with open('test_csv.csv','r',encoding='utf-8') as file1:
    filecontent = file1.read()
print("读完")
# print(filecontent)

datas_str = filecontent.split('\n')[:-1] # 按行分割，返回列表，分割完切掉最后的空字符串
datas_list = []
datas_dict = {}
for row in datas_str:            # 遍历读取行，每行的数值通过逗号隔开
    row_list = row.split(',')    # 将每行数据按逗号切割，返回列表
    datas_list.append(row_list)  # 将切分后的行列表添加到列表
for i in range(len(datas_list[0])):
    col = [ls[i] for ls in datas_list]
    datas_dict[col[0]] = col[1:] # 将列名和列值按字典格式存储
print(datas_list[0])             # 表头
print(datas_list[1:])            # 表值
print(datas_dict)                # 列名:列值

处理为结构化数据之后，更方便做一些处理。但是其实大可不必这么做，直接使用numpy或pandas模块读取csv数据效率更高，以上仅做展示，不推荐。

3.4 word、excel、PDF（含图片的文本）

这几类常见的文件都是通过二进制存储的，读写方式同图片的读写方式。
像word和PDF平常通过Python操作相对比较少，博主了解也甚少，这里不展开；至于Excel一般也推荐通过numpy或pandas进行处理，当然，也可以通过openpyxl。

四、小结

2022-10-15补充：
在读写文件时，还可以通过以下方式，将两种读的方式结合起来

f1 = open('f1.txt','r',encoding='utf-8')
with f1:
    print(f1.read())

<下节预告：os文件操作>

– End –