打开与关闭文件

文件操作是程序与外部世界交互的基础。Python 用内置的 open() 函数打开文件，返回一个文件对象，然后通过这个对象读写数据。操作完成后必须关闭文件，释放系统资源。

open() 函数

f = open("data.txt", "r")
content = f.read()
f.close()

open(filename, mode) 的参数：

filename：文件路径（相对或绝对）
mode：打开模式，默认为 "r"（只读文本）

常用模式：

模式	含义
`"r"`	只读（默认）
`"w"`	只写，会截断文件（清空原有内容）
`"a"`	追加，在文件末尾写入
`"r+"`	读写，不截断
`"w+"`	读写，先截断
`"a+"`	读写，追加模式
`"rb"`	二进制只读
`"wb"`	二进制只写
`"ab"`	二进制追加

文本模式 vs 二进制模式

Python 2 中，文本模式和二进制模式有本质区别：

# 文本模式（默认）
f = open("data.txt", "r")
content = f.read()      # 返回 str（字节串）

# 二进制模式
f = open("data.bin", "rb")
data = f.read()         # 返回 str（字节串，与文本模式相同！）

⚠️ Python 2 中，文本模式和二进制模式都返回 str（字节串）。区别仅在于：

文本模式：Windows 上会把 \r\n 转换为 \n
二进制模式：不做任何转换，原样返回

这与 Python 3 完全不同（Python 3 文本模式返回 str（Unicode），二进制模式返回 bytes）。

关闭文件

文件对象占用操作系统资源，用完后必须关闭：

f = open("data.txt", "r")
data = f.read()
f.close()

忘记关闭会导致：

资源泄漏（打开文件数达到系统上限后无法再打开）
数据丢失（写入操作可能缓存在内存中，关闭时才刷到磁盘）
Windows 上文件被锁定，其他程序无法访问

安全关闭：try-finally

确保文件一定被关闭，用 try-finally：

f = open("data.txt", "r")
try:
    data = f.read()
    process(data)
finally:
    f.close()         # 无论是否异常，都会执行

更简洁的写法是用 with 语句（上下文管理器），下一节详细讲解。

文件编码

Python 2 中，文本模式默认使用系统编码（Windows 通常是 mbcs，Linux 通常是 UTF-8）。如果文件编码与系统编码不一致，需要手动解码：

# 读取 UTF-8 编码的文件
f = open("utf8_file.txt", "r")
byte_data = f.read()            # str（字节串）
text = byte_data.decode("utf-8") # 手动解码为 unicode
f.close()

# 写入 UTF-8 编码的文件
text = u"你好，世界"
f = open("utf8_file.txt", "w")
f.write(text.encode("utf-8"))   # 手动编码为字节串
f.close()

更优雅的方式是用 codecs 模块：

import codecs

# 自动处理编码
f = codecs.open("utf8_file.txt", "r", "utf-8")
text = f.read()                 # 直接返回 unicode
f.close()

f = codecs.open("utf8_file.txt", "w", "utf-8")
f.write(u"你好，世界")           # 自动编码写入
f.close()

文件路径

# 相对路径（相对于当前工作目录）
f = open("data.txt", "r")

# 绝对路径
f = open("/home/user/data.txt", "r")        # Linux
f = open("C:\\Users\\User\\data.txt", "r")   # Windows

# 原始字符串（Windows 路径推荐）
f = open(r"C:\Users\User\data.txt", "r")

# 跨平台路径拼接
import os
path = os.path.join("folder", "subfolder", "file.txt")
# Linux: folder/subfolder/file.txt
# Windows: folder\\subfolder\\file.txt

常见错误

文件不存在：

f = open("nonexistent.txt", "r")    # IOError: [Errno 2] No such file or directory

权限不足：

f = open("/etc/passwd", "w")        # IOError: [Errno 13] Permission denied

忘记关闭：

def read_file(path):
    return open(path, "r").read()   # 文件对象泄漏！

正确做法：

def read_file(path):
    with open(path, "r") as f:
        return f.read()             # with 自动关闭