文件输入输出：打开、读取和写入文件

# 1. 文件输入输出简介

文件输入输出（File I/O）是计算机程序中常见的操作之一，它涉及到从外部存储读取数据或将数据写入到外部存储的过程。在本章中，我们将介绍文件输入输出的基本概念、重要性以及常见操作。

## 1.1 文件输入输出的定义

文件输入输出是指程序通过文件系统与外部设备（如硬盘、光盘、网络等）进行数据交换的过程。通过文件输入输出，程序可以读取外部存储中的数据，也可以将程序处理的数据写入到外部存储中。

## 1.2 文件输入输出的重要性

文件输入输出在实际的软件开发中扮演着重要的角色。它可以帮助程序与用户交互，存储和处理大量数据，以及实现数据的持久化存储。通过文件输入输出，程序可以实现数据的长期存储和共享。

## 1.3 常见的文件输入输出操作

常见的文件输入输出操作包括打开文件、读取文件、写入文件等过程。在软件开发中，开发人员经常需要处理各种文件输入输出操作，以实现程序的功能需求。在接下来的章节中，我们将详细介绍文件输入输出的具体操作步骤。

# 2. 打开文件

文件的打开是文件输入输出操作的第一步，只有成功打开文件才能进行后续的读取和写入操作。在这一章节中，我们将深入探讨文件的打开过程及相关内容。

### 2.1 打开文件的基本方法

在Python中，可以使用`open()`函数来打开文件，该函数接受文件路径和打开模式作为参数。打开文件的基本语法如下：

file = open("file.txt", "r")

在上面的示例中，我们以只读模式("r")打开了一个名为`file.txt`的文件。除了只读模式，还有诸如写入模式("w")、追加模式("a")等可供选择。

### 2.2 文件打开模式

文件打开模式用于指定文件在打开时的操作模式，常见的文件打开模式包括：

- "r"： 只读模式
- "w"： 写入模式，会覆盖已存在的文件
- "a"： 追加模式，在已存在文件的末尾添加新内容
- "rb"： 以二进制格式打开文件进行读取
- "wb"： 以二进制格式打开文件进行写入

### 2.3 错误处理与异常情况

在文件打开过程中，可能会遇到各种异常情况，因此在打开文件时需要进行错误处理。常见的文件打开异常包括文件不存在、文件权限错误等。为了更好地处理异常情况，可以使用`try...except...finally`语句进行异常处理。

try:
    file = open("file.txt", "r")
except FileNotFoundError:
    print("File not found.")
except PermissionError:
    print("Permission denied to open the file.")
finally:
    if 'file' in locals():
        file.close()

在上面的代码中，我们使用了`try...except...finally`来捕获可能出现的异常，并且在最终关闭文件的时候释放资源。

通过本章的学习，我们深入了解了文件的打开过程以及如何处理可能出现的异常情况。在下一章节中，我们将继续探讨文件的读取操作。

# 3. 读取文件

在文件输入输出中，读取文件是一项至关重要的操作。通过读取文件，我们可以获取文件中的内容，并对其进行进一步处理。本章将介绍文件读取的基本操作、文本文件和二进制文件的读取方法，以及逐行读取和全文读取等相关内容。

**3.1 读取文件的基本操作**

读取文件的基本操作包括打开文件、读取文件内容和关闭文件。在读取文件之前，我们需要先打开文件，然后可以选择逐行读取或全文读取文件内容，最后记得关闭文件以释放资源。

# Python示例代码
# 打开文件
file = open('example.txt', 'r')
# 逐行读取文件内容
for line in file:
    print(line)
# 关闭