文件操作
2026/8/5大约 11 分钟《Python基础》笔记Python文件操作IO目录管理编码
本文解决的问题
学习 Python 文件和目录操作、文本读写、编码处理以及常见文件管理方法。
文件的分类
1️⃣纯文本文件
相关信息
- 读取和存储时，要遵循某种『字符编码』规范（如：UTF-8 等）进行编码和解码，最终以『二进制』的形式存储。
- 『纯文本文件』最终会呈现为：可以直接阅读的文本信息。
- 常见的『纯文本文件』有：
.txt.py.md.html等。
2️⃣二进制文件
相关信息
- 读取和存储时，不涉及字符编码，会按照某种『文件格式规范』把内容转为『二进制』进行存储。
- 二进制文件需要由『能够识别其格式的软件』进行解析，最终的呈现形式多种多样（音频、视频、图像、幻灯片等）。
- 常见的二进制文件有：
.mp3.mp4.doc.ppt.jpg.png等。
绝对路径 vs 相对路径
1️⃣绝对路径：
从文件系统的『根目录』开始，完整描述文件或目录所在的位置。
提示
举例：D:/demo/test/a.txt
2️⃣相对路径：
以当前『工作目录』为参照，描述目标文件或目录相对于它的位置。
提示
举例：../../a.txt（其中..表示上一级目录）
Python 中操作文件的标准流程
标准流程成如下：
相关信息
- 创建『文件对象』
- 操作文件（读取、写入 等）
- 关闭文件
文件操作的核心 —— open函数
相关信息
open函数最常用的三个参数如下：
file：要操作的文件路径mode：文件的打开模式r：读取（默认值）`w` ：写入，并先截断文件 `x` ：排它性创建，如果文件已存在，则创建失败 `a` ：打开文件用于写入，如果文件存在，则在文件末尾追加内容 `b` ：二进制模式 `t` ：文本模式（默认值） `+` ：打开用于更新（读取与写入）encoding：字符编码
读取文件
1️⃣read方法
- 概述：使用『文件对象』的
read方法，读取文件中的内容。 - 方法说明：
相关信息
read(size)中的size是可选参数。🔸若不传递
size参数，表示：读取文件中所有的内容（注意内存占用！）。🔸若传递了
size参数，表示：读取文件中指定个数的字符，或指定大小的字节。read会从上一次read的位置继续读取，若到达文件末尾后继续读取，将返回空字符串。
- 示例代码：
# 第一步：创建『文件对象』
# 完整写法
# file = open(file='a.txt', mode='rt', encoding='utf-8')
# 简写
file = open('a.txt', 'rt', encoding='utf-8')
# 使用绝对路径读取
# file = open('D:/test/atguigu.txt', 'rt', encoding='utf-8')
# 读取二进制文件
# file = open('D:/test/girl.jpg', 'rb')
# 第二步：操作文件（读取）
# 多次调用read去逐步读取文件
r1 = file.read(2)
r2 = file.read(3)
r3 = file.read(4)
r4 = file.read()
print(r1, end='')
print(r2, end='')
print(r3, end='')
print(r4, end='')
# 用循环配合多次read（对内存友好）
while True:
result = file.read(10)
if result == '':
break
print(result, end='')
# 第三步：关闭文件
file.close()2️⃣readline方法
- 概述：使用文件对象的
readline方法，读取文件中的一行。 - 方法说明：
相关信息
readline(size)中的size是可选参数。🔸若不传递
size参数，表示：读取当前这一行所有的内容。🔸若传递了
size参数，表示：表示读取当前行时，最多能读取的字符数，或字节数🔸注意：
size不是行数。readline方法，也是从上一次位置继续读取，若到达文件末尾后继续读取，返回空字符串。
- 示例代码：
# 第一步：创建『文件对象』
file = open('a.txt', 'rt', encoding='utf-8')
# 第二步：操作文件（读取）
# 依次调用readline逐行读取
r1 = file.readline()
r2 = file.readline()
r3 = file.readline()
r4 = file.readline()
print(r1.strip())
print(r2.strip())
print(r3.strip())
print(r4.strip())
# 通过循环配合readline逐行读取
while True:
line = file.readline()
if line == '':
break
# print(line.strip())
print(line, end='')
# 第三步：关闭文件
file.close()3️⃣for 循环遍历文件对象
- 概述：可以使用
for循环直接遍历文件对象（逐行遍历）。 - 示例代码：
# 第一步：创建『文件对象』
file = open('a.txt', 'rt', encoding='utf-8')
# 第二步：操作文件（读取）
for line in file:
print(line, end='')
# 第三步：关闭文件
file.close()4️⃣readlines方法
- 概述：使用文件对象的
readlines方法，一次性按“行”读完，返回一个列表。 - 方法说明：
相关信息
readlines(hint)中的hint是可选参数。🔸若不传递
hint参数，表示：读取当前文件的所有行。🔸若传递了
hint参数，表示：期望读取的【字符个数 或 字节数】（hint不是行数）。注意：由于
readlines是一次性读取文件的所有内容，所以不适合读取体积较大的文件。
- 示例代码：
# 第一步：创建『文件对象』
file = open('a.txt', 'rt', encoding='utf-8')
# 第二步：操作文件（读取）
result = file.readlines()
print(result)
# 第三步：关闭文件
file.close()⭐️最佳实践
- 概述：更推荐使用
with上下文管理器，结合for循环遍历，逐行读取文件。
with open('a.txt', 'rt', encoding='utf-8') as file:
for line in file:
print(line, end='')关于with
概述：Python 中的
with主要用于管理程序中“需要成对出现的操作”，例如：🔸上锁 / 解锁
🔸打开 / 关闭
🔸借用 / 归还
使用
with的目标：编码者只管做具体的事，“进入”和“离开”的事，让 Python 自动处理。语法格式：
with 能得到一个上下文管理器的表达式 as 变量:
具体的事1
具体的事2
具体的事3- 上下文管理器协议：
相关信息
__enter__方法：with中的代码执行【之前】调用，其返回值会赋值给as后的变量。__exit__方法：with中的代码执行【结束后】调用（无论是with中否出现异常都会调用）。
- 测试代码：
# 定义一个 Person 类，让其实例对象遵循：上下文管理器协议
class Person:
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
def speak(self):
print(f'我叫{self.name}，年龄是{self.age}')
def __enter__(self):
print('-----我是进入的逻辑-----')
return self
# 当 with 中的代码发生异常时，__exit__ 方法的返回值规则如下：
# 🔸返回“真”：表示异常【已经】被处理，异常【不会】被继续抛出。
# 🔸返回“假”：表示异常【没有】被处理，异常【会】被继续抛出。
def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
print('-----我是离开的逻辑-----')
# exc_type : 异常类型
# exc_val : 异常对象
# exc_tb : 异常追踪信息
if exc_type:
print(f'异常类型：{exc_type}')
print(f'异常对象：{exc_val}')
print(f'异常追踪信息：{exc_tb}')
return True
# 1.计算 with 后面的表达式，得到一个『上下文管理器』。
# 2.调用『上下文管理器』的 __enter__() 方法，并将其返回值赋给 as 后面的变量。
# 3.执行 with 所管理的代码。
# 4.无论代 with 中的代码，是正常结束，还是发生异常，都会自动调用『上下文管理器』的 __exit__ 方法。
with Person('张三', 18) as p1:
p1.speak()
# p1.study()
print(666)写入文件
1️⃣w模式
- 概述：
w模式是写入模式，写入前会先截断文件（清空文件）。 - 代码：
with open('b.txt', 'wt', encoding='utf-8') as file:
file.write('你好')2️⃣x模式
- 概述：
x模式是排它性创建，如果文件已存在，则创建失败。 - 代码：
with open('demo.txt', 'xt', encoding='utf-8') as file:
file.write('你好')3️⃣a模式
- 概述：打开文件用于写入，如果文件存在，则在文件末尾追加内容。
- 代码：
with open('a.txt', 'at', encoding='utf-8') as file:
file.write('你好')flush方法
- 概述：Python 写入文件时，并不是每写一次就立刻落盘，而是：先写到“缓冲区”里。
flush方法：把缓冲区中的数据，立刻写入到文件中。- 测试代码：
import time
with open('demo.txt', 'at', encoding='utf-8') as file:
file.write('你好1')
file.write('你好2')
file.flush()
time.sleep(10000)
file.write('你好3')
file.write('你好4')组合模式
1️⃣rt+模式
- 概述：
r模式可以读取，+模式可以更新（读取或写入），所以rt+模式可读可写。 - 注意：
r模式打开文件后，文件指针在起始位置。 - 备注：由于
t是默认值，所以rt+中的t可以省略。 - 代码：
with open('a.txt', 'rt+', encoding='utf-8') as file:
# seek(offset, whence)方法：用于改变文件对象指针的位置，参数说明如下：
# offset：偏移量，要移动多少距离
# whence：参考点，从哪里开始计算偏移，有三种取值：
# 0：从文件开头计算（默认值）
# 1：从当前位置计算
# 2：从文件末尾计算
# 注意：在文本模式下，不要随意去定位中文字符位置，否则可能破坏文件编码。
file.seek(0, 0)
file.write('你好')2️⃣wt+模式
- 概述：
w模式可以写入，+模式可以用于更新（读取或写入），所以wt+模式可读可写。 - 注意：
w模式打开文件后，文件指针在起始位置，但write方法执行完后，指针在文件结束位置。 - 备注：由于
t是默认值，所以wt+中的t可以省略。 - 代码：
with open('a.txt', 'wt+', encoding='utf-8') as file:
file.write('你好')
file.seek(0, 0)
result = file.read()
print(result)3️⃣xt+模式
- 概述：
x模式可以写入，+模式可以用于更新（读取或写入），所以xt+模式可读可写。 - 注意：
x模式打开文件后，文件指针在起始位置。 - 备注：由于
t是默认值，所以xt+中的t可以省略。 - 代码：
with open('demo3.txt', 'xt+', encoding='utf-8') as file:
file.write('你好')
file.seek(0, 0)
result = file.read()
print(result)3️⃣at+模式
- 概述：
a模式可以追加内容，+模式可以用于更新（读取或写入），所以at+模式可读可写。 - 注意：
a模式打开文件后，文件指针在结束位置。 - 备注：由于
t是默认值，所以at+中的t可以省略。 - 代码：
with open('a.txt', 'at+', encoding='utf-8') as file:
file.write('你好')
file.seek(0, 0)
result = file.read()
print(result)目录操作
Python 中常见的目录操作如下：
import os
import shutil
# 1️⃣os.mkdir(path)：创建“单级”目录（如果目录已经存在，则会抛出异常）
os.mkdir('D:/demo')
# 2️⃣os.makedirs(path)：创建“多级”目录（如果路径中的所有目录都已经存在，则会抛出异常）
os.makedirs('D:/demo/aa/bb')
# 3️⃣os.rmdir(path)：删除空目录（如果目录不存在，或目录非空，都会抛出异常）
os.rmdir('D:/demo/aa/bb')
# 4️⃣os.removedirs(path)：递归删除空目录，在成功删除末尾一级目录后，会“向上”尝试把父级目录也删除
# （直到父目录不是空目录）
os.removedirs('D:/demo/aa/bb')
# 5️⃣os.path.exists(path)：判断路径是否存在（文件/目录都算）
result = os.path.exists('D:/demo/aa/bb')
print(result)
# 6️⃣os.path.isdir(path)：用于判断路径，具体规则如下：
# 1.路径不存在 ==================> 返回 False
# 2.路径存在，但指向的是文件 =====> 返回 False
# 3.路径存在，并且是目录 =======> 返回 True
result = os.path.isdir('D:/demo/aa/bb')
print(result)
# 7️⃣os.path.isfile(path)：判断是否为文件
result = os.path.isfile('D:/demo/aa/bb')
print(result)
# 8️⃣os.scandir(path)：扫描指定目录
result = os.scandir('D:/demo')
for item in result:
print('目录' if item.is_dir() else '文件', item.name)
# 9️⃣os.walk(path)：按层级，递归地遍历指定目录下，所有的子目录和文件
result = os.walk('D:/demo')
for item in result:
print(item)
# ⚠️危险操作：删除有内容的目录
shutil.rmtree('D:/demo')两个小练习
练习 1：将一个二进制文件复制到指定位置。
import os
# 源文件
source = 'music.mp3'
# 目标目录
target = 'D:/media'
# 如果目标目录不存在，那就去创建
if not os.path.isdir(target):
os.makedirs(target)
with open(source, 'rb') as f1, open(target + '/' + 'my_music.mp3', 'wb') as f2:
while True:
# 每次只读取1KB
data = f1.read(1024)
# 如果文件读取完毕了，就跳出循环
if not data:
break
# 向目标文件中写入数据
f2.write(data)
print('复制完毕')练习 2：日志记录，需求如下：
相关信息
- 用户输入用户名和密码后，程序进行校验：
- 用户名不存在，提示“用户名未注册”，并记录日志。
- 用户名存在，但密码错误，提示“密码错误”，并记录日志。
- 用户名和密码均正确，提示“登录成功”，并记录日志。
import time
# 准备一些用户
users = {
'张三': '123456',
'李四': '888888',
'王五': 'abc123'
}
# 提示输入信息
username = input('请输入用户名：')
password = input('请输入密码：')
# 获取当前的时间
now = time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')
# 如果用户名不在users中
if username not in users:
print('用户名未注册')
with open('log.txt', 'at', encoding='utf-8') as file:
file.write(f'{now} {username} 登录失败（用户未注册）\n')
# 如果密码不正确
elif users[username] != password:
print('密码不正确')
with open('log.txt', 'at', encoding='utf-8') as file:
file.write(f'{now} {username} 密码错误 \n')
# 登录成功
else:
print('登录成功！')
with open('log.txt', 'at', encoding='utf-8') as file:
file.write(f'{now} {username} 登录成功 \n')