Python - 檔案處理

Python 中的檔案處理

Python 中的檔案處理涉及與計算機上的檔案進行互動，以讀取檔案中的資料或向其中寫入資料。Python 提供了幾個內建函式和方法用於建立、開啟、讀取、寫入和關閉檔案。本教程涵蓋了 Python 中檔案處理的基礎知識以及示例。

在 Python 中開啟檔案

要執行任何檔案操作，第一步是開啟檔案。Python 的內建 open() 函式用於以各種模式開啟檔案，例如讀取、寫入和追加。在 Python 中開啟檔案的語法如下：

file = open("filename", "mode")

其中，filename 是要開啟的檔名，mode 是開啟檔案的模式（例如，'r' 表示讀取，'w' 表示寫入，'a' 表示追加）。

檔案開啟模式

以下是檔案開啟模式：

序號	模式 & 描述
1	r 僅開啟檔案以進行讀取。檔案指標放置在檔案開頭。這是預設模式。
2	rb 以二進位制格式開啟檔案以進行讀取。檔案指標放置在檔案開頭。這是預設模式。
3	r+ 開啟檔案以進行讀取和寫入。檔案指標放置在檔案開頭。
4	rb+ 以二進位制格式開啟檔案以進行讀取和寫入。檔案指標放置在檔案開頭。
5	w 僅開啟檔案以進行寫入。如果檔案存在，則覆蓋檔案。如果檔案不存在，則建立一個新檔案以進行寫入。
6	b 以二進位制模式開啟檔案
7	t 以文字模式開啟檔案（預設）
8	+ 開啟檔案以進行更新（讀取和寫入）
9	wb 以二進位制格式開啟一個檔案，僅用於寫入。如果檔案存在，則覆蓋該檔案。如果檔案不存在，則建立一個新檔案用於寫入。
10	w+ 開啟一個檔案，既可以寫入也可以讀取。如果檔案存在，則覆蓋現有檔案。如果檔案不存在，則建立一個新的檔案用於讀寫。
11	wb+ 以二進位制格式開啟一個檔案，既可以寫入也可以讀取。如果檔案存在，則覆蓋現有檔案。如果檔案不存在，則建立一個新的檔案用於讀寫。
12	a 開啟一個檔案用於追加。如果檔案存在，則檔案指標位於檔案末尾。也就是說，檔案處於追加模式。如果檔案不存在，則建立一個新檔案用於寫入。
13	ab 以二進位制格式開啟一個檔案用於追加。如果檔案存在，則檔案指標位於檔案末尾。也就是說，檔案處於追加模式。如果檔案不存在，則建立一個新檔案用於寫入。
14	a+ 開啟一個檔案，既可以追加也可以讀取。如果檔案存在，則檔案指標位於檔案末尾。檔案以追加模式開啟。如果檔案不存在，則建立一個新的檔案用於讀寫。
15	ab+ 以二進位制格式開啟一個檔案，既可以追加也可以讀取。如果檔案存在，則檔案指標位於檔案末尾。檔案以追加模式開啟。如果檔案不存在，則建立一個新的檔案用於讀寫。
16	x 以獨佔方式建立開啟，如果檔案已存在則失敗

一旦檔案被開啟並且您擁有一個檔案物件，您就可以獲取與該檔案相關的各種資訊。

示例 1

在以下示例中，我們以不同的模式開啟一個檔案：

# Opening a file in read mode
file = open("example.txt", "r")

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

# Opening a file in append mode
file = open("example.txt", "a")

# Opening a file in binary read mode
file = open("example.txt", "rb")

示例 2

在這裡，我們以二進位制寫入模式 ("wb") 開啟名為 "foo.txt" 的檔案，列印其名稱、是否已關閉以及其開啟模式，然後關閉檔案：

# Open a file
fo = open("foo.txt", "wb")
print ("Name of the file: ", fo.name)
print ("Closed or not: ", fo.closed)
print ("Opening mode: ", fo.mode)
fo.close()

它將產生以下輸出：

Name of the file: foo.txt
Closed or not: False
Opening mode: wb

在 Python 中讀取檔案

在 Python 中讀取檔案包括以允許讀取的模式開啟檔案，然後使用各種方法從檔案中提取資料。Python 提供了幾種方法來讀取檔案中的資料：

read() - 讀取整個檔案。
readline() - 一次讀取一行。
readlines - 將所有行讀取到列表中。

要讀取檔案，您需要以讀取模式開啟它。open() 函式的預設模式是讀取模式 ('r')，但顯式指定它是一個好習慣。

示例：使用 read() 方法

在以下示例中，我們使用 read() 方法將整個檔案讀取到單個字串中：

with open("example.txt", "r") as file:
   content = file.read()
   print(content)

以下是獲得的輸出：

Hello!!!
Welcome to TutorialsPoint!!!

示例：使用 readline() 方法

在這裡，我們使用 readline() 方法一次讀取一行，使其成為逐行讀取大型檔案的記憶體高效方法：

with open("example.txt", "r") as file:
   line = file.readline()
   while line:
      print(line, end='')
      line = file.readline()

以上程式碼的輸出如下所示：

Hello!!!
Welcome to TutorialsPoint!!!

示例：使用 readlines() 方法

現在，我們使用 readlines() 方法讀取整個檔案並將其拆分為一個列表，其中每個元素都是一行：

with open("example.txt", "r") as file:
   lines = file.readlines()
   for line in lines:
      print(line, end='')

我們得到如下輸出：

Hello!!!
Welcome to TutorialsPoint!!!

在 Python 中寫入檔案

在 Python 中寫入檔案包括以允許寫入的模式開啟檔案，然後使用各種方法向檔案新增內容。

要將資料寫入檔案，請使用 write() 或 writelines() 方法。當以寫入模式 ('w') 開啟檔案時，檔案中的現有內容將被擦除。

示例：使用 write() 方法

在此示例中，我們使用 write() 方法將傳遞給它的字串寫入檔案。如果檔案以 'w' 模式開啟，它將覆蓋任何現有內容。如果檔案以 'a' 模式開啟，它將字串追加到檔案末尾：

with open("foo.txt", "w") as file:
   file.write("Hello, World!")
   print ("Content added Successfully!!")

以上程式碼的輸出如下：

Content added Successfully!!

示例：使用 writelines() 方法

在這裡，我們使用 writelines() 方法獲取一個字串列表，並將每個字串寫入檔案。它可用於一次寫入多行：

lines = ["First line\n", "Second line\n", "Third line\n"]
with open("example.txt", "w") as file:
   file.writelines(lines)
   print ("Content added Successfully!!")

獲得的結果如下：

Content added Successfully!!

在 Python 中關閉檔案

我們可以使用 close() 方法在 Python 中關閉檔案。關閉檔案是檔案處理中的一個重要步驟，以確保檔案使用的所有資源都得到正確釋放。在操作完成後關閉檔案非常重要，以防止資料丟失並釋放系統資源。

示例

在此示例中，我們開啟檔案以進行寫入，將資料寫入檔案，然後使用 close() 方法關閉檔案：

file = open("example.txt", "w")
file.write("This is an example.")
file.close()
print ("File closed successfully!!")

產生的輸出如下所示：

File closed successfully!!

使用 "with" 語句自動關閉檔案

對於檔案操作，with 語句是 Python 中的最佳實踐，因為它確保在程式碼塊退出時自動關閉檔案，即使發生異常也是如此。

示例

在此示例中，檔案在 with 塊結束時自動關閉，因此無需顯式呼叫 close() 方法：

with open("example.txt", "w") as file:
   file.write("This is an example using the with statement.")
   print ("File closed successfully!!")

以下是以上程式碼的輸出：

File closed successfully!!

處理關閉檔案時的異常

執行檔案操作時，務必處理潛在的異常，以確保您的程式能夠優雅地管理錯誤。

在 Python 中，我們使用try-finally塊來處理關閉檔案時的異常。"finally" 塊確保無論 try 塊中是否發生錯誤，檔案都將被關閉：

try:
   file = open("example.txt", "w")
   file.write("This is an example with exception handling.")
finally:
   file.close()
   print ("File closed successfully!!")

執行以上程式碼後，我們得到以下輸出：

File closed successfully!!

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