第10章 文件与路径操作、文件读写与异常处理

🎯 学习目标

• 掌握 Python 文件与路径操作、文件读写模式、异常与日志记录机制
• 在 Web 系统中能安全地进行文件导入导出、日志记录与错误捕获

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一、路径与文件操作模块

使用的模块

• os：操作系统接口（文件、目录）
• pathlib：面向对象的路径操作（推荐）
• shutil：文件复制与压缩
• glob：文件通配符搜索

常用函数与参数

模块	函数	说明
os	os.getcwd()	获取当前工作目录
os	os.listdir(path)	列出目录下的文件
os	os.makedirs(path, exist_ok=True)	递归创建目录
shutil	shutil.copy(src, dst)	复制文件
shutil	shutil.move(src, dst)	移动文件
pathlib	Path().exists()	判断路径是否存在
pathlib	Path().mkdir(exist_ok=True)	创建目录
glob	glob("*.txt")	匹配所有 txt 文件

示例：

from pathlib import Path
import os, shutil, glob

base = Path("data")
base.mkdir(exist_ok=True)
print(os.getcwd())
for f in glob.glob("*.py"):
    shutil.copy(f, base / f)

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二、文件读写操作

1️⃣ open() 函数模式

模式	含义
r	只读（默认）
w	写入（覆盖原文件）
a	追加写入
x	创建新文件写入
b	二进制模式
t	文本模式（默认）
+	读写模式

示例：

with open("example.txt", "w", encoding="utf-8") as f:
    f.write("Hello Web Developer!\n")
with open("example.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
    print(f.read())

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2️⃣ 文件指针与二进制文件

with open("binary.dat", "wb") as f:
    f.write(b"PythonBytes")

with open("binary.dat", "rb") as f:
    data = f.read()
    print(data)

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三、异常处理机制

使用的模块

• logging：日志记录
• traceback：异常堆栈追踪

try/except/finally 结构

try:
    with open("config.yaml") as f:
        data = f.read()
except FileNotFoundError:
    print("文件不存在")
except PermissionError:
    print("无访问权限")
except Exception as e:
    print(f"未知错误: {e}")
finally:
    print("执行完成")

logging 用法

import logging

logging.basicConfig(
    filename="logs/app.log",
    level=logging.ERROR,
    format="%(asctime)s - %(levelname)s - %(message)s"
)

try:
    1 / 0
except Exception as e:
    logging.exception("程序出错：%s", e)

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四、Web 应用中的文件操作场景

场景	功能	相关模块
上传文件	保存用户上传内容	os, pathlib
导出报表	写入 CSV/Excel	open, pandas
记录异常	写入日志文件	logging
处理配置	读取 JSON/YAML	open, json, yaml

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五、实战练习

任务：编写一个脚本，将当前目录的所有 .txt 文件复制到 backup/ 文件夹中，并将失败信息记录在日志。

from pathlib import Path
import shutil, logging

logging.basicConfig(filename="copy.log", level=logging.INFO)

src = Path(".")
dst = Path("backup")
dst.mkdir(exist_ok=True)

for file in src.glob("*.txt"):
    try:
        shutil.copy(file, dst / file.name)
        logging.info(f"复制成功: {file.name}")
    except Exception as e:
        logging.error(f"复制失败: {file.name} - {e}")

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✅ 小结

模块	功能	Web 应用价值
os/pathlib	文件与路径管理	静态资源管理
open()	文件IO	数据存储/日志
logging	异常日志	稳定性保障
shutil	复制移动文件	上传/备份

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