7.3 输入输出：文件读写¶

内容梗概¶

本课系统讲解 Python 中的文件读写操作。从 open() 函数的两个核心参数（路径、打开模式）讲起，逐一演示了 r/w/a/x/b/+ 各种模式的含义与区别，强调操作完必须 close()。随后讲解了文本文件的常用方法：read()、readline()、readlines()、write()、tell()、seek()，并解释了文件内部"光标"随读写移动的机制、大文件不能一次性读入内存的问题，以及逐行读取的标准写法。二进制模式和字符编码留到下一节课展开。

知识点详解¶

open() 函数与路径（约 00:01）¶

Python 的 open() 与 C 语言的 fopen 类似，参数作用都很像。
第一个参数是文件的**路径**：如果 .py 文件与目标文件在同一目录，可直接写文件名（即之前讲过的**相对路径**概念）。
基本形式：f = open("log.txt")。

打开模式 mode（约 01:27）¶

第二个参数 mode 表示打开方式：读取、写入还是追加；默认值是 r（读取）。
r = read（读取）：只能读，调用 write 会报错 io.UnsupportedOperation: not writable（约 05:00，老师现场演示并强调要会读错误信息）。
w = write（写入）：只能写，调用 read 会报 not readable（约 05:58）；会覆盖/清空文件原有内容（约 06:52）。
x = 排他性创建：要求文件**必须之前不存在**，已存在则在 open 这一行直接报错 FileExistsError（约 07:22）。
a = append（追加）：在原内容末尾追加，不覆盖之前的内容——写日志一般用 a（约 08:01）。
b = binary（二进制模式）（约 10:30）：加在 r/w/a 后面，如 rb、wb，表示以二进制方式读写。硬盘上大部分文件（如 exe）都是二进制的，人类不可直接读；详细内容（字符编码、二进制文件处理）下节课展开。
+ = 读写兼具（约 11:51）：r+ 可读也可写，在原内容后接着写入；w+ 会先**清空**文件（与 w 行为一致），所以打开后立即读到的内容是空的（约 13:09）。

用完必须 close()（约 04:15）¶

读或写完成后都要 f.close()，否则文件一直被程序占用——平时"文件被别的程序占用、无法修改/删除"的提示就是这么来的。

read()（约 03:17）¶

f.read() 把整个文件内容读入一个字符串；默认 r 模式下返回字符串。
可指定长度：f.read(10) 只读 10 个字符（空格等都计入）（约 17:15）。
注意大文件问题（约 17:45）：文件体积超过内存约两倍时会因内存不足报错（如 8G 内存读 16G 文件）；服务器日志文件达到十几 G 很常见，这时必须逐行读。

readline() 与逐行遍历（约 15:51）¶

f.readline() 每次读一行，可配合 while 循环读完全部内容：

line = f.readline()
while line:
    print(line, end="")
    line = f.readline()

隐藏知识点（约 19:14）：文件读完时 read/readline 返回空字符串；空字符串在布尔判断中为 False，循环自然结束。
每行读出的内容**自带换行符 \n**，print 又会加一个换行，所以直接打印会出现空行；用刚学过的 end="" 去掉多余的换行（约 20:15）。

readlines()（约 21:09）¶

f.readlines() 一次性把所有行读入，返回一个**列表**：每个元素是文件的一行（字符串），且每行末尾的 \n 保留。

write()（约 05:00）¶

f.write(字符串) 参数是字符串；不会自动换行，要换行需自己写入 \n。

文件光标、tell() 与 seek()（约 22:33）¶

文件对象内部有一个类似"光标"的位置指示器：每次 read/readline/write 后光标自动后移，保证已读内容不重复读、写入内容接着往后写。
f.tell()：返回当前光标在文件第几个字符的位置（演示中读一行后 tell() 返回 14，约 24:26）。
f.seek(偏移量)：不经过读写、直接移动光标。如 f.seek(3) 跳过前 3 个字符再读（偏移从 0 开始算，演示中一开始 seek(4) 跳多了，约 26:47）。
seek 的第二个参数指定偏移基准（约 27:44）：默认 SEEK_SET（从文件开头算），还有 SEEK_END（从文件末尾算）、SEEK_CUR（从当前光标位置算）；不展开，鼓励大家自己试——一定要学会自己探索。

示例与演示¶

基本读取（约 03:17）：f = open("log.txt")（默认 r 模式）→ content = f.read() → print(content)，三句话读完全部内容；指出文件本身有空行，输出也有空行；最后 f.close()。
r 模式下 write 报错（约 05:00）：尝试 f.write("hello world")，报 not writable；现场请同学翻译错误信息，强调读错误信息的习惯。
w 模式覆盖写入（约 05:58）：改成 open("log.txt", "w") 后 read 报 not readable；去掉 read 直接 write("hello world")，运行无输出，但文件内容被覆盖为 hello world。
x 模式排他创建（约 07:22）：对已存在的文件用 x 模式打开，第 1 行 open 处直接报"文件已存在"。
a 模式追加（约 08:32）：a 模式下 write("\n") 再 write("again")，内容追加在原内容之后；换成 w 则原内容丢失。
r+ / w+ 对比（约 12:16）：r+ 先读原内容再写入 hello world，追加在原文之后；w+ 打开即清空，读出来是空。
read(10) 限定长度（约 17:15）：只读出前 10 个字符。
逐行读取大文件（约 18:44）：while + readline 循环打印每一行；文件中文显示乱码，老师说明原因下节课讲编码后就会明白，演示时先把中文替换掉。
readlines 返回列表（约 21:09）：打印列表，逐项对应每行，可见每项末尾的 \n。
tell / seek 定位（约 24:26）：读一行后 f.tell() 得 14；f.seek(3) 跳过开头 3 个字符再读，输出从第 4 个字符开始。

重点与难点¶

模式之间的行为差异：w 覆盖清空、a 追加、x 要求文件不存在、r+/w+ 读写兼具（w+ 同样先清空）。
务必 close()，否则文件被占用。
read() 一次性读入对大文件会因内存不足失败，应逐行（readline）处理。
文件读完后 read/readline 返回空字符串，可作为循环结束条件。
每行自带 \n，配合 print 时注意用 end="" 避免多余空行；write 不会自动换行。
易错点：seek 的偏移从 0 开始计数。

关联内容¶

前置：相对路径/绝对路径的概念、字符串与布尔逻辑（空字符串为 False）、7.1 节 print 的 end 与 file 参数（本课直接用 end="" 解决换行问题）。
7.1 节中 print(..., file=f) 写日志的演示依赖本课的 open/close 知识；写日志应使用 a 追加模式。
二进制模式 b、字符编码（为什么中文读出乱码）、BMP 文件头解析等留到下一节课详细展开，并直接与 7.4 的 ASCII 图练习衔接（练习中已用 rb 读 BMP）。
与 C 语言的 fopen 对照讲解，帮助有 C 基础的同学迁移。