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暑假Python基础整理 -- 文件及目录操作

news 2025/7/15 21:03:41

基本文件操作

创建和打开文件

在Python中若要操作文件对象，需要先使用内置的 open() 函数实现。其语法格式如下：

file = open(filename[,mode[,buffering]])

file：被创建的文件对象
filename：要创建或者打开文件的名称，需要使用单引号或双引号括起来，若打开文件在当前目录下，则可以直接写文件名，否则需要指定完整路径
mode：可选参数，用于指定文件的打开模式。默认为 r 即只读模式
buffering：可选参数，用于指定读写文件的缓冲模式，若为0，则表示不缓存，若为1，则表示缓存；如大于1，则表示缓冲区的大小，默认为缓存模式

mode 的参数值及其说明

参数值	说明	文件必须存在
`r`	以只读模式打开文件，文件的指针将放置文件开头	是
`rb`	以二进制格式打开文件，只读模式，指针放置开头，用于非文本文件	是
`r+`	打开文件后，可以读取文件内容，也可以写入新的内容覆盖掉原有内容（从头开始覆盖）	是
`rb+`	以二进制格式打开文件，读写模式，指针放置开头，用于非文本文件	是
`w`	以只写模式打开文件	否
`wb`	以二进制格式打开文件，只写模式，用于非文本文件	否
`w+`	打开文件后，先清空内容，对空文件有读写权限	否
`wb+`	以二进制格式打开文件，读写模式，用于非文本文件	否
`a`	以追加模式打开文件，若文件存在，文件指针放置于末尾，否则	否
`ab`	二进制格式打开文件，追加模式，指针放置末尾	否
`a+`	以读写模式打开文件，指针放置末尾	否
`ab+`	二进制格式打开文件，追加模式，指针放置末尾	否

open()方法经常实现以下几个功能：

打开一个不存在的文件时先创建该文件
以二进制形式打开文件，如图片、音视频文件等
打开文件时指定编码方式，默认GBK编码格式，若打开文件与编码不符将会抛出UnicodeDecodeError异常信息

关闭文件

打开文件后，需要及时关闭文件，以免对文件造成破坏。如关闭文件名为file的文件语法如下：

file.close()

close()方法先刷新缓冲区中还未写入的信息，然后关闭文件

打开文件使用`with`语句

使用with语句可以实现无论是否抛出异常都将保证with语句执行完毕后关闭已经打开的文件，其语法格式如下：

with expression as target:with_body

expression：用于指定一个表达式，这里可以是open()函数
target：指定一个变量，并将expression的结果保存在该变量中
with_body：用于指定with语句体

写入文件内容

Python的文件对象提供了write()方法，可以向文件写入内容，write()方法如下：

file.write(string)

其中file为文件对象，string为需要写入的字符串。

调用write()方法向文件写入内容的前提是，在打开文件时，指定的打开模式为w或者a，否则将会抛出异常（没有写入权限）。

注意：在写入文件后一定要调用close()方法关闭文件，否则，写入的内容不会被保存到文件中。这是因为，当我们在写入文件内容时，操作系统不会立即把数据写入磁盘中，而是先缓存起来，只有当调用close()方法时，操作系统才会保证把没有写入的数据全部写入磁盘中。另外，在向文件写入内容后，如果不想马上关闭文件，也可以调用文件对象提供的flush()方法，把缓冲区的内容写入文件中，这样也能保证将全部信息写入文件。

除了write()方法外，Python还提供了另一种写入方法，即writelines()方法，可以实现把字符串列表写入文件，但是不添加换行符。

读取文件

读取指定字符

文件对象体提供了read()方法读取指定个数的字符。其语法格式如下：

file.read([size])

file：打开的文件对象
size：可选参数，用于指定要读取的字符个数，若省略，则一次性读取所有内容

调用read()方法读取文件内容的前提是，打开文件时，指定的打开模式为r或者r+，否则，将抛出异常信息。

使用read(size)方法读取文件时，是从文件的开头读取的。若要读取部分内容，可以先使用文件对象的seek()方法将文件的指针移动到新的位置处，然后使用read(size)方法进行读取，其语法格式如下：

file.seek(offset[,whence])

file：表示已打开的文件对象
offset：用于指定移动的字符个数，其具体位置与whence相关
whence：用于指定从什么位置开始计算，如果值为0，则表示从头开始计算；如果值为1，则表示从当前位置开始计算，如果值为2，则表示从文件尾开始计算。默认为0.

对于whence参数，如果在打开文件时未使用b模式，则只允许从文件头开始计算相对位置。offset的值按一个汉字占两个字符、英文和数字都占一个字符计算的，这与read(size)方法不同。

例如：若要读取从第10个字符开始读取5个字符，示例代码如下：

with open('message.txt','r') as file:file.seek(10)string = file.read(5)print(string)

读取一行

文件对象提供了readline()方法用于每次读取一行数据，其语法格式如下：

file.readline()

读取全部行

文件对象提供了readlines()方法用于获取全部行，返回值为一个字符串列表，其语法格式如下：

file.readlines()

目录操作

`os` 和 `os.path` 模块

通过 os 模块提供的通用变量，可获取与系统有关的信息。常用的变量有以下几个：

name：用于获取操作系统
linesep：获取当前操作系统上的换行符
sep：用于获取当前操作系统使用的路径分隔符

os 模块还提供了一些操作目录的函数，如：

函数	说明
`getcwd()`	返回当前的工作目录
`listdir(path)`	返回指定路径下的文件和目录信息
`mkdir(path[,mode])`	创建目录
`makedirs(path1/path2...[,mode])`	创建多级目录
`rmdir(path)`	删除目录
`removedirs(path1/path2)`	删除多级目录
`chdir(path)`	把path设置为当前工作目录
`walk(top[,topdown[,onerror]])`	遍历目录树，该方法返回一个元组，包括所有路径名、所有目录列表和文件列表3个元素

os.path 模块也提供了一些操作目录的函数，如：

函数	说明
`abspath(path)`	用于获取文件或目录的绝对路径
`exists(path)`	用于判断目录或者文件是否存在，bool型
`join(path,name)`	将目录与目录或者文件名拼接起来
`splitext()`	分离文件名和扩展名
`basename(path)`	从一个目录中提取文件名
`dirname(path)`	从一个路径中提取文件路径，不包括文件名
`isdir(path)`	用于判断是否为有效路径

路径

当前工作目录是指当前文件所在目录的目录。在Python中通过getcwd()函数获取当前工作目录。如：

import os
print(os.getcwd())

相对路径依赖于当前工作目录，即在当前目录下的其他文件或子路径下的文件都可以通过[子路径名/...]/文件方式访问。假设在D:file\code目录下存在info子目录，子目录下存在demo.txt文件。现在要使用open()函数将demo.txt文件打开，则可以使用下述代码：

with open("info/demo.txt",'r') as f:message = f.read()

而绝对路径的方式如下所示：

with open("D:file/code/info/demo.txt",'r') as f:message = f.read()

在指定文件路径时，需要对路径中的 \ 使用 \\ 进行转义操作，或者将 \ 替换为 /，若不想修改\，也可以在路径字符串前加一个r。

若要将两个或者多个路径拼接到一起组成一个新的路径，可以使用os.path模块的join()函数来实现，其具体语法如下：

os.path.join(path1[,path2,path3...])

path1、path2等参数代表路径，若该参数中不存在绝对路径，那么最后拼接的结果为一个相对路径。该过程不会检测路径是否存在。

在使用join()函数拼接时，若存在多个绝对路径，那么将以最靠右侧的绝对路径为主，并且该路径之前的参数都将忽视。

判断目录是否存在

当需要判断路径是否存在时，可以使用os.path模块提供的exists()函数，该函数除了可以判断目标是否存在，还可以判断文件是否存在。用法如下：

import os
os.path.exists(path)

path为需要判断的路径，绝对或相对路径任意，返回值为bool类型。

创建目录

Python中的os模块提供了两个创建目录的方式：

创建一级目录 os.mkdir()
创建多级目录os.makedirs()

创建一级目录

创建一级目录表示一次只能创建一级目录，可以通过os.mkdir()实现，若该目录上级不存在，则抛出FileNotFoundError异常信息。其语法如下：

os.mkdir(path,mode=0o777)

path：用户指定要创建的目录，绝对或相对路径任意
mode：用于指定数值模式，默认值为0o777，该参数非Unix系统将被忽视或无效。

创建多级目录

可以通过os.makedirs()实现创建多级目录，该函数通过采用递归的方式创建目录。其语法如下：

os.mkdir(path,mode=0o777)

path：用户指定要创建的目录，绝对或相对路径任意
mode：用于指定数值模式，默认值为0o777，该参数非Unix系统将被忽视或无效。

删除目录

删除目录可以使用os模块的rmdir()函数来实现，只有当前要删除的文件为空时才生效，其语法如下：

import os
os.rmdir(path)

若目录不存在，将抛出FileNotFoundError异常信息，因此该函数可以于exists()函数联合使用。

若要删除非空目录，需要使用Python内置模块shutill的rmtree()函数实现。

遍历目录

对指定的目录下的全部目录及文件运行一遍。在Python中，os的walk()函数提供了遍历目录的功能，其语法格式如下：

import os
os.walk(top[,topdown][, onerror][, followlinks])

top：用于指定要遍历内容的根目录
topdown：可选参数，指定遍历列表的顺序，True表示自上而下遍历（先遍历根目录），False表示自下而上遍历（先遍历最后一级子目录），默认为True
onerror：可选参数，指定错误处理方式，默认为忽略，若不想默认，可自行采用函数。
followlinks：可选参数，默认情况下，walk()函数不会向下转换成解析到目录的符号链接，将该函数值设置为True，表示用于指定在支持的系统上访问由符号链接指向的目录。
返回值：返回一个包含三个元素（dirpath、dirnames、filenames）的元组生成器对象。其中dirpath表示当前遍历的路径，dirnames表示当前路径下包含的子目录，是一个列表，filenames表示当前路径下包含的文件，是一个列表。

walk()函数只在UNIX和Windows系统有效

高级文件操作

os模块提供的与文件相关的函数及其说明如表：

函数	说明
`access(path,accessmode)`	获取文件访问权限（读取/写入/执行权限），值为R_OK(读取)、W_OK(写入)、X_OK(执行)、F_OK(存在)，若权限都存在，则返回1，否则返回0
`chmod(path,mode)`	修改path指定文件的访问权限
`remove(path)`	删除path指定的文件路径
`rename(src,dst)`	将文件或目录src重命名为dst
`stat(path)`	返回path指定文件的信息
`startfile(path[, operation])`	使用关联的应用程序打开path指定的文件