Python 文件写入

在Python编程中，文件写入是一项基础而重要的技能。通过写入文件，我们可以保存程序的数据输出、配置信息、生成报告等，使数据持久化并可供后续使用。本文将全面介绍Python中的文件写入操作，从基础知识到实际应用，帮助你掌握这一重要技能。

文件写入的基础

在Python中写入文件通常遵循三个基本步骤：

打开文件（指定写入模式）
写入数据
关闭文件

文件的打开模式

Python提供了多种文件打开模式，用于不同的写入需求：

模式	描述
`'w'`	写入模式（覆盖已有内容）
`'a'`	追加模式（保留已有内容并在末尾添加）
`'x'`	独占创建模式（仅当文件不存在时创建并写入）
`'w+'`	读写模式（覆盖已有内容）
`'a+'`	追加读写模式
`'b'`	二进制模式（与其他模式结合使用，如`'wb'`）

基本的文件写入操作

使用`write()`方法

最基本的文件写入方式是使用write()方法：

python
# 创建并写入文本文件
with open('example.txt', 'w') as file:
    file.write('Hello, Python!')
    file.write('这是第二行文本。')  # 注意：这会直接跟在第一行后面，不会自动换行

备注

使用with语句（上下文管理器）可以确保文件在操作完成后自动关闭，即使发生异常也是如此。这是处理文件的推荐方式。

写入多行文本

如果需要写入多行文本，可以使用换行符\n：

python
with open('multiline.txt', 'w') as file:
    file.write('第一行文本\n')
    file.write('第二行文本\n')
    file.write('第三行文本\n')

一次写入多行（列表）

更高效地写入多行内容可以使用writelines()方法：

python
lines = ['第一行\n', '第二行\n', '第三行\n']

with open('multiple_lines.txt', 'w') as file:
    file.writelines(lines)

警告

writelines()方法不会自动添加换行符，需要在每行末尾手动添加\n。

追加内容到文件

如果你想保留文件的现有内容，并在末尾添加新内容，可以使用追加模式'a'：

python
# 首先创建一个文件
with open('append_demo.txt', 'w') as file:
    file.write('初始内容\n')

# 然后追加内容
with open('append_demo.txt', 'a') as file:
    file.write('这是追加的内容\n')
    file.write('又追加了一行\n')

结果文件内容：

初始内容
这是追加的内容
又追加了一行

处理不同类型的文件内容

写入数字和其他数据类型

Python的write()方法只接受字符串参数，如果要写入其他数据类型，需要先转换为字符串：

python
with open('numbers.txt', 'w') as file:
    file.write(str(42) + '\n')  # 写入整数
    file.write(str(3.14159) + '\n')  # 写入浮点数
    file.write(str(True) + '\n')  # 写入布尔值

写入格式化文本

使用字符串格式化可以更灵活地组织文件内容：

python
name = "Alice"
age = 30
score = 95.5

with open('formatted.txt', 'w') as file:
    file.write(f"姓名：{name}\n")
    file.write(f"年龄：{age}\n")
    file.write(f"得分：{score:.1f}\n")  # 格式化浮点数
    
    # 或者使用format()方法
    file.write("姓名：{}\n年龄：{}\n得分：{:.1f}\n".format(name, age, score))

二进制文件写入

有时候需要写入二进制数据，如图片、视频等非文本文件：

python
# 写入二进制数据
data = bytes([65, 66, 67, 68, 69])  # ASCII码表示ABCDE

with open('binary_file.bin', 'wb') as file:  # 注意使用'wb'模式
    file.write(data)

实际应用案例

案例1：生成简单的日志文件

python
import datetime

def log_activity(message):
    """记录活动日志到文件"""
    timestamp = datetime.datetime.now().strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')
    log_entry = f"[{timestamp}] {message}\n"
    
    with open('application.log', 'a') as log_file:
        log_file.write(log_entry)

# 使用日志函数
log_activity("应用程序启动")
log_activity("用户登录：admin")
log_activity("数据库查询完成")
log_activity("用户注销：admin")

运行后，application.log文件内容类似于：

[2023-08-10 14:23:15] 应用程序启动
[2023-08-10 14:23:15] 用户登录：admin
[2023-08-10 14:23:15] 数据库查询完成
[2023-08-10 14:23:15] 用户注销：admin

案例2：导出数据到CSV文件

python
def export_to_csv(data, filename):
    """将数据导出为CSV文件"""
    with open(filename, 'w') as csv_file:
        # 写入表头
        csv_file.write(','.join(data[0].keys()) + '\n')
        
        # 写入数据行
        for row in data:
            csv_file.write(','.join(str(value) for value in row.values()) + '\n')

# 示例数据
students = [
    {'name': '张三', 'age': 20, 'score': 90},
    {'name': '李四', 'age': 21, 'score': 85},
    {'name': '王五', 'age': 19, 'score': 92}
]

# 导出数据
export_to_csv(students, 'students.csv')

生成的CSV文件students.csv内容：

name,age,score
张三,20,90
李四,21,85
王五,19,92

案例3：配置文件生成器

python
def create_config_file(config, filename):
    """生成简单的配置文件"""
    with open(filename, 'w') as config_file:
        for section, options in config.items():
            config_file.write(f"[{section}]\n")
            for key, value in options.items():
                config_file.write(f"{key}={value}\n")
            config_file.write("\n")  # 在每个部分后添加空行

# 配置数据
app_config = {
    'DATABASE': {
        'host': 'localhost',
        'port': 3306,
        'user': 'root',
        'password': 'secret',
        'name': 'myapp'
    },
    'SERVER': {
        'port': 8080,
        'debug': True,
        'log_level': 'INFO'
    }
}

# 生成配置文件
create_config_file(app_config, 'app.conf')

生成的app.conf配置文件内容：

[DATABASE]
host=localhost
port=3306
user=root
password=secret
name=myapp

[SERVER]
port=8080
debug=True
log_level=INFO

文件写入的最佳实践

始终使用with语句：确保文件正确关闭，并处理可能的异常
错误处理：在写入文件时实施异常处理

python
try:
    with open('data.txt', 'w') as file:
        file.write('一些重要数据')
except IOError as e:
    print(f"写入文件时出错: {e}")

检查磁盘空间：对于写入大文件的应用，考虑预先检查可用磁盘空间
使用适当的行结束符：根据操作系统选择正确的行结束符，或使用通用模式

python
# 通用换行符模式
with open('platform_independent.txt', 'w', newline='') as file:
    file.write('跨平台\n的文本文件')

缓冲控制：对于频繁写入的场景，可以控制缓冲区大小

python
# 使用较大的缓冲区提高性能
with open('large_file.txt', 'w', buffering=8192) as file:
    for i in range(100000):
        file.write(f"Line {i}\n")

总结

Python的文件写入功能强大而灵活，掌握这些基本技术将帮助你有效地处理各种文件操作场景：

使用open()函数以适当的模式打开文件
通过write()和writelines()方法写入内容
利用不同模式（'w', 'a', 'x'等）满足不同需求
处理文本和二进制文件写入
使用with语句确保文件资源正确释放
在实际应用中实践文件写入技术

通过练习本文提供的案例和示例代码，你将能够自信地在Python程序中实现文件写入功能，为你的应用程序增添数据持久化能力。

练习题

创建一个程序，让用户输入多行文本，然后将这些文本写入文件。
编写一个函数，接受一个字典并将其内容写入文件，格式为"键=值"的形式。
创建一个简单的日记应用，支持添加新条目到日记文件中。
编写一个程序，生成一个包含1到100的平方数的文件。
实现一个函数，可以将多个文本文件的内容合并到一个新文件中。

提示

记住，实践是掌握文件操作的最佳方式！尝试结合实际项目需求来应用这些技术。

文件写入的基础​

文件的打开模式​

基本的文件写入操作​

使用write()方法​

写入多行文本​

一次写入多行（列表）​

追加内容到文件​

处理不同类型的文件内容​

写入数字和其他数据类型​

写入格式化文本​

二进制文件写入​

实际应用案例​

案例1：生成简单的日志文件​

案例2：导出数据到CSV文件​

案例3：配置文件生成器​

文件写入的最佳实践​

总结​

练习题​