Python文件操作：實現讀寫文件的操作

對於有關Python文件操作的內容，一般會涉及到文件的讀寫處理。Python提供了豐富的文件處理函數和方法，使我們可以輕鬆地對文本、二進制、CSV、JSON等格式的文件進行讀寫操作。接下來將會詳細講解Python文件操作的相關內容。

一、讀取文本文件並輸出其內容

Python能夠讀取各種格式的文本文件，如txt、csv、xml等文件。讀取文本文件需要用到open()函數。open()函數的語法為：

open(file, mode='r', buffering=-1, encoding=None, errors=None, newline=None, closefd=True, opener=None)

其中，file是要打開的文件名；mode是打開文件的模式，如’r’表示讀取模式，’w’表示寫入模式，’a’表示追加模式等；encoding表示編碼格式，如’utf-8’、’gbk’等；errors表示當讀取文件遇到錯誤時，如何處理錯誤等。

文件讀取完畢後，需要使用read()、readline()、readlines()等函數來讀取文件內容，如：

file = open('test.txt', 'r', encoding='utf-8')
content = file.read()
print(content)
file.close()

上述代碼中，首先通過open()函數打開名為’test.txt’的文件，並指定編碼格式為’utf-8’，然後使用read()函數來讀取文件內容，最後關閉文件。

二、寫入文本文件

使用Python寫入文本文件也非常容易，只需要指定文件名和寫入模式即可。如果文件不存在，則會自動創建文件。文件寫入需要使用write()函數進行寫入操作：

file = open('test.txt', 'w', encoding='utf-8')
file.write('Hello world!\n')
file.write('Python is powerful!\n')
file.close()

上述代碼中，首先通過open()函數打開名為’test.txt’的文件，並指定編碼格式和寫入模式為’utf-8’和’w’，然後使用write()函數來寫入文件內容，最後關閉文件。這段代碼會在’test.txt’文件中寫入兩行文本。

三、讀寫二進制文件

如果想讀取和寫入二進制文件，可以使用二進制模式（’b’）來打開文件，在這種模式下，文件內容以位元組（byte）為單位進行讀寫操作。例如，我們可以讀取一張名為’image.png’的圖片並將其保存到名為’copy.png’的新文件中：

file_read = open('image.png', 'rb')
file_write = open('copy.png', 'wb')
content = file_read.read()
file_write.write(content)
file_read.close()
file_write.close()

上述代碼中，首先通過open()函數以二進制讀取模式打開名為’image.png’的文件，然後使用read()函數讀取文件內容，並將內容寫入到名為’copy.png’的文件中，最後關閉文件。

四、讀寫JSON文件

JSON（JavaScript Object Notation）是一種輕量級的數據交換格式，由於其簡潔性、易讀性和廣泛性，已經成為網絡數據傳輸的標準格式之一。Python的json模塊提供了很多方法來解析和生成JSON格式的數據。

如果要將Python對象轉換為JSON格式的字符串，可以使用dumps()函數，如：

import json

person = {'name': 'Tom', 'age': 18, 'gender': 'male'}
json_str = json.dumps(person)
print(json_str)

上述代碼中，通過dumps()函數將person字典對象轉換為JSON格式的字符串，然後輸出該字符串。

如果要將JSON字符串轉換為Python對象，可以使用loads()函數，如下代碼將JSON字符串轉換為Python對象：

import json

json_str = '{"name": "Tom", "age": 18, "gender": "male"}'
person = json.loads(json_str)
print(person)

上述代碼中，通過loads()函數將JSON格式的字符串轉換為Python對象，並輸出該對象。

如果要讀取和寫入JSON格式的文件，可以使用load()和dump()函數，如：

import json

# 讀取JSON文件並將其轉換為Python對象
file_read = open('person.json', 'r', encoding='utf-8')
person = json.load(file_read)
file_read.close()

# 修改Python對象
person['age'] = 20

# 將Python對象轉換為JSON格式的字符串並寫入文件
file_write = open('person.json', 'w', encoding='utf-8')
json.dump(person, file_write)
file_write.close()

上述代碼中，首先使用load()函數將’person.json’文件中的JSON格式內容讀入到Python對象中，然後修改Python對象的內容，最後使用dump()函數將Python對象轉換為JSON格式的字符串並寫入到’person.json’文件中。

五、讀寫CSV文件

CSV（Comma-Separated Values）即逗號分隔值，是一種常見的文本格式，在數據交換和處理中也非常常見。Python的csv模塊提供了很多方法來解析和生成CSV格式的數據。

如果將Python對象轉換為CSV格式的字符串，可以使用csv.writer()函數，如：

import csv

# 將Python對象轉換為CSV格式的字符串並輸出
person1 = ['Tom', 18, 'male']
person2 = ['Mary', 20, 'female']
with open('person.csv', 'w', newline='') as file:
    writer = csv.writer(file)
    writer.writerow(person1)
    writer.writerow(person2)

上述代碼中，首先使用csv.writer()函數創建一個writer對象，然後使用writerow()函數將Python列表對象寫入到CSV文件中。

如果將CSV格式的文件轉換為Python對象，可以使用csv.reader()函數，如：

import csv

# 讀取CSV文件並將其轉換為Python對象
with open('person.csv', 'r', newline='') as file:
    reader = csv.reader(file)
    for row in reader:
        print(row)

上述代碼中，首先使用csv.reader()函數創建一個reader對象，然後使用for循環遍歷reader對象，逐行讀取CSV文件中的內容並輸出。

六、總結

本文詳細介紹了Python文件操作的相關內容，包括讀取文本文件、寫入文本文件、讀寫二進制文件、讀寫JSON文件和讀寫CSV文件等。通過掌握這些技能，我們可以在數據處理、爬蟲、機器學習等應用中靈活地讀取和寫入各種格式的文件。