在 Python 编程领域，文件操作是一项极为基础且重要的技能。无论是处理日常的数据存储、读取配置信息，还是进行日志记录，文件操作都扮演着不可或缺的角色。通过对文件的读写以及对文件路径的管理，我们能够让程序与外部环境进行数据交互，极大地拓展了程序的功能边界。而在操作过程中，合理的异常处理机制则能确保程序的稳定性与可靠性，避免因文件相关的错误而导致程序崩溃。接下来，我们将深入探讨 Python 文件操作中的文件读写、文件路径以及异常处理等关键内容。

文件读写：数据交互的桥梁

文本文件读取

在 Python 中，读取文本文件是一项常见的操作。我们可以使用内置的open()函数来打开一个文件，并通过不同的模式来指定读取方式。最常用的读取模式是'r'（只读模式）。例如，要读取一个名为example.txt的文本文件，可以这样编写代码：

try:
    with open('example.txt', 'r', encoding='utf - 8') as file:
        content = file.read()
        print(content)
except FileNotFoundError:
    print("文件未找到")

在这段代码中，with open()语句创建了一个上下文管理器，它会在代码块结束时自动关闭文件，无需手动调用file.close()方法，从而避免了资源泄漏的问题。encoding='utf - 8'参数用于指定文件的编码格式，以确保能够正确读取文件中的字符。如果文件不存在，open()函数会引发FileNotFoundError异常，我们通过try - except语句来捕获并处理这个异常。

此外，read()方法会一次性读取整个文件的内容。如果文件较大，可能会占用大量内存。此时，我们可以使用readline()方法逐行读取文件，例如：

try:
    with open('example.txt', 'r', encoding='utf - 8') as file:
        line = file.readline()
        while line:
            print(line.strip())  # strip()方法用于去除每行末尾的换行符
            line = file.readline()
except FileNotFoundError:
    print("文件未找到")

这种方式每次只读取一行内容，适合处理大文件。

文本文件写入

写入文本文件同样使用open()函数，但模式需要改为'w'（写入模式）或'a'（追加模式）。'w'模式会覆盖原有文件内容，而'a'模式则会在文件末尾追加新内容。

下面是一个使用'w'模式写入文件的示例：

with open('output.txt', 'w', encoding='utf - 8') as file:
    file.write("这是要写入文件的第一行内容\n")
    file.write("这是第二行内容\n")

上述代码会创建一个名为output.txt的文件（如果文件已存在则覆盖），并将两行内容写入文件中。注意，在写入每一行内容时，我们手动添加了换行符\n，以确保每行内容在文件中独占一行。

使用'a'模式追加内容的示例如下：

with open('output.txt', 'a', encoding='utf - 8') as file:
    file.write("这是追加到文件末尾的新内容\n")

执行这段代码后，新的内容会被添加到output.txt文件的末尾，而不会影响原有内容。

二进制文件操作

除了文本文件，Python 还可以处理二进制文件，如图片、音频、视频等。对于二进制文件，读取模式使用'rb'，写入模式使用'wb'。

例如，要复制一个图片文件，可以这样实现：

try:
    with open('source.jpg', 'rb') as source_file:
        with open('destination.jpg', 'wb') as destination_file:
            data = source_file.read()
            destination_file.write(data)
except FileNotFoundError:
    print("源文件未找到")

在这个例子中，首先以二进制只读模式打开源图片文件source.jpg，然后以二进制写入模式打开目标文件destination.jpg。通过读取源文件的全部内容并写入目标文件，实现了图片文件的复制。

文件路径：精准定位文件的关键

绝对路径与相对路径

在 Python 中，操作文件时需要指定文件的路径。路径分为绝对路径和相对路径。

绝对路径是从文件系统的根目录开始的完整路径。例如，在 Windows 系统中，C:\Users\username\Documents\example.txt就是一个绝对路径；在 Linux 或 macOS 系统中，
/home/username/Documents/example.txt是绝对路径。绝对路径的优点是明确且唯一，无论在什么工作目录下，都能准确找到对应的文件。

相对路径则是相对于当前工作目录的路径。假设当前工作目录是C:\Users\username\Documents，如果要访问该目录下的subfolder文件夹中的file.txt文件，相对路径可以表示为subfolder/file.txt（在 Windows 和 Linux/macOS 系统中，路径分隔符在代码中都可以使用/，Python 会自动处理）。相对路径的优势在于简洁，在处理同一项目内的文件时，使用相对路径可以使代码更具可移植性。

获取当前工作目录与改变工作目录

可以使用os模块来获取当前工作目录和改变工作目录。os模块提供了一系列与操作系统交互的函数。

获取当前工作目录的代码如下：

import os
current_dir = os.getcwd()
print("当前工作目录是：", current_dir)

上述代码通过调用os.getcwd()函数获取当前工作目录，并将其打印输出。

如果要改变当前工作目录，可以使用os.chdir()函数。例如，要将工作目录切换到C:\Users\username\NewFolder，可以这样写：

import os
new_dir = r'C:\Users\username\NewFolder'
os.chdir(new_dir)

这里使用了原始字符串（在字符串前加r），以避免反斜杠在字符串中被转义。

路径拼接

在构建文件路径时，为了确保路径在不同操作系统上都能正确工作，应避免直接拼接字符串，而是使用os.path.join()函数。

例如，要构建C:\Users\username\Documents\subfolder\file.txt这个路径，可以这样做：

import os
base_dir = r'C:\Users\username\Documents'
subfolder ='subfolder'
file_name = 'file.txt'
full_path = os.path.join(base_dir, subfolder, file_name)
print(full_path)

os.path.join()函数会根据操作系统的不同，使用正确的路径分隔符来拼接路径，从而提高代码的跨平台性。

异常处理：保障程序稳健运行的盾牌

文件操作中的常见异常

在文件操作过程中，可能会遇到各种异常情况。除了前面提到的FileNotFoundError（文件未找到）异常外，常见的还有PermissionError（权限不足）异常。当程序试图访问一个没有权限操作的文件时，就会引发该异常。例如，尝试写入一个只读文件：

try:
    with open('read_only_file.txt', 'w', encoding='utf - 8') as file:
        file.write("尝试写入内容")
except PermissionError:
    print("权限不足，无法写入文件")

此外，在读取或写入文件时，如果磁盘空间不足、文件损坏等原因，可能会引发IOError异常（在 Python 3 中，IOError被合并到OSError异常中）。

异常处理策略

为了确保程序在遇到文件操作异常时能够优雅地处理，而不是崩溃，我们需要使用try - except语句块。在try块中编写可能会引发异常的文件操作代码，在except块中捕获并处理异常。

例如，一个综合处理文件读取、写入和异常的示例：

import os
file_path = 'test.txt'
try:
    if os.path.exists(file_path):
        with open(file_path, 'r', encoding='utf - 8') as file:
            content = file.read()
            print("文件内容：", content)
    else:
        with open(file_path, 'w', encoding='utf - 8') as file:
            file.write("这是新创建并写入的文件内容")
            print("文件已创建并写入内容")
except PermissionError:
    print("权限不足，无法进行文件操作")
except OSError as e:
    print(f"发生其他I/O错误：{e}")

在这段代码中，首先使用os.path.exists()函数检查文件是否存在。如果文件存在，则尝试读取文件内容；如果文件不存在，则创建文件并写入内容。在整个过程中，通过try - except语句捕获PermissionError和OSError异常，并进行相应的错误提示。

文件操作是 Python 编程中至关重要的一环。通过掌握文件读写、文件路径管理以及合理的异常处理技巧，我们能够编写出更加健壮、高效且功能丰富的 Python 程序。无论是进行数据分析、开发应用程序还是处理系统配置，这些文件操作技能都将为我们提供有力的支持。希望通过本文的介绍，你能对 Python 文件操作有更深入的理解，并在实际编程中灵活运用这些知识。