从零开始学Python（七）：文件操作

cuizhenjie2026-01-052026-01-06

从零开始学Python（七）：文件操作

本系列教程将带你从零开始学习Python编程，无需任何编程基础。

文件操作基础

在Python中，使用 open() 函数打开文件。基本语法是open(filename, mode)，filename是文件名，mode是打开模式。

读取模式’r’用于读取文件，写入模式’w’用于写入文件（会覆盖已有内容），追加模式’a’在文件末尾添加内容，读写模式’r+’可以同时读写，二进制模式’b’用于处理二进制文件。

使用完文件后必须关闭，释放系统资源。推荐使用with语句，它会自动关闭文件，即使发生异常也是如此。

读取文件

read()方法读取整个文件内容，返回一个字符串。readlines()方法读取所有行，返回一个列表，每行是一个元素。逐行读取使用for循环直接遍历文件对象，这种方法推荐用于大文件，不会一次性加载全部内容到内存。

read(size)方法可以读取指定字符数。读取时注意使用strip()方法去除换行符和空白字符。

写入文件

write()方法写入文本，会覆盖已有内容。使用追加模式’a’可以在文件末尾添加内容。writelines()方法可以写入多行，接受一个字符串列表作为参数。

处理CSV文件

CSV（逗号分隔值）是一种常见的文件格式。读取CSV文件时，逐行读取然后按逗号分割即可。写入CSV文件时，将数据组织成列表，每行一个字符串，用逗号连接字段，最后加换行符。

文件异常处理

处理文件时可能会出现各种错误，应该使用异常处理。常见的异常有FileNotFoundError（文件不存在）、PermissionError（没有权限）等。使用try-except语句可以捕获这些异常，提供友好的错误提示。

可以创建安全的文件操作函数，封装异常处理逻辑，使主代码更简洁。

检查文件是否存在

使用os.path模块的exists()函数可以检查文件是否存在。这在读取文件之前很有用，可以避免文件不存在的错误。

实战示例：日志文件分析器

让我们创建一个实用的日志文件分析程序，分析服务器日志文件，统计错误数量、访问量等信息。

创建文件 log_analyzer.py：

# 日志文件分析器

import os
from datetime import datetime

def create_sample_log(filename):
    """创建示例日志文件"""
    log_entries = [
        "2025-01-01 10:00:00 INFO 用户登录 - 用户ID:1001",
        "2025-01-01 10:01:00 INFO 查看产品 - 产品ID:2001",
        "2025-01-01 10:02:00 ERROR 数据库连接失败",
        "2025-01-01 10:03:00 INFO 添加到购物车 - 商品ID:3001",
        "2025-01-01 10:04:00 WARNING 库存不足 - 商品ID:3001",
        "2025-01-01 10:05:00 INFO 用户登录 - 用户ID:1002",
        "2025-01-01 10:06:00 ERROR 支付失败 - 订单ID:4001",
        "2025-01-01 10:07:00 INFO 完成订单 - 订单ID:4002",
    ]

    with open(filename, "w", encoding="utf-8") as file:
        file.write("\n".join(log_entries))

    print(f"已创建示例日志文件：{filename}")

def analyze_log(filename):
    """分析日志文件"""
    if not os.path.exists(filename):
        print(f"错误：文件 {filename} 不存在")
        return

    # 统计数据
    total_lines = 0
    info_count = 0
    warning_count = 0
    error_count = 0

    print("\n" + "=" * 60)
    print("      日志文件分析报告")
    print("=" * 60)

    try:
        with open(filename, "r", encoding="utf-8") as file:
            print(f"\n文件：{filename}")
            print("-" * 60)

            for line in file:
                total_lines += 1

                # 统计日志级别
                if "INFO" in line:
                    info_count += 1
                elif "WARNING" in line:
                    warning_count += 1
                    print(f"⚠️  警告：{line.strip()}")
                elif "ERROR" in line:
                    error_count += 1
                    print(f"❌ 错误：{line.strip()}")

            print("-" * 60)
            print("\n统计信息：")
            print(f"  总行数：{total_lines}")
            print(f"  INFO：{info_count}")
            print(f"  WARNING：{warning_count}")
            print(f"  ERROR：{error_count}")

            # 计算错误率
            if total_lines > 0:
                error_rate = (error_count / total_lines) * 100
                print(f"  错误率：{error_rate:.2f}%")

            # 健康评估
            print("\n健康评估：", end="")
            if error_count == 0:
                print("✅ 优秀 - 没有错误")
            elif error_count <= 2:
                print("⚠️  良好 - 少量错误")
            else:
                print("❌ 需要关注 - 错误较多")

            print("=" * 60)

    except Exception as e:
        print(f"分析失败：{e}")

def main():
    """主程序"""
    log_file = "server.log"

    # 创建示例日志文件
    create_sample_log(log_file)

    # 分析日志文件
    analyze_log(log_file)

if __name__ == "__main__":
    main()