在Python中，文件是最为广泛和常用的数据存储形式之一。文件可以存储文本、图像、音频等各种类型的数据，而Python提供了丰富的功能用于文件的读写、操纵和管理。在本文中，我们将介绍Python 3的文件操作，重点是以文件为中心的读写操作。
一、文件打开和关闭
在Python中，打开文件是指创建新的文件对象，并返回一个与该文件相关的文件描述符。文件描述符是文件在系统中的唯一标识符，用于对文件进行读写操作。
要打开文件，我们可以使用Python内置函数open()，该函数的基本语法如下：
file_object = open(file_name [, access_mode][, buffering])
其中，file_name为文件名，access_mode为文件打开模式，buffering为缓存类型。在默认情况下，文件打开模式为只读模式（'r'）；缓存类型为缓存完全（0）。
对于access_mode参数，下面是一些常用的取值和对应的含义：
- 'r'：只读模式，如果文件不存在则抛出异常。
- 'w'：只写模式，如果文件不存在则创建一个新文件，如果文件存在则删除其原有内容。
- 'a'：追加模式，如果文件不存在则创建一个新文件，在文件末尾添加新的内容；如果文件存在，则在文件末尾添加新的内容。
- '+'：打开文件进行读写操作。
当我们完成对文件的操作后，需要关闭文件，以便将系统资源归还给操作系统。Python的close()方法用于关闭文件，其基本语法如下所示：
file_object.close()
我们需要注意的是，如果在读写文件时出现错误，Python会自动关闭文件，但编程人员也可以通过close()方法手动关闭文件，以免出现意外。
二、文件读写操作
Python提供了基本的读写文件操作，包括读取文件内容、写入文件内容等常用操作。下面我们分别介绍这些操作。
1. 读取文件内容
读取文件内容是我们最为常见的操作之一。在Python中，我们可以使用read()方法来读取整个文件内容，代码示例如下：
with open('example.txt','r') as f:
content = f.read()
print(content)
在这个代码中，我们打开名为“example.txt”的文件，并将其存储在变量f中。使用read()方法，我们可以读取整个文件的内容，然后将其打印输出。
如果希望只读取文件的一部分内容，我们可以使用readline()方法和readlines()方法。其中readline()用于读取文件的一行内容，readlines()则是读取整个文件，并返回一个字符串列表。代码示例如下：
with open('example.txt','r') as f:
line = f.readline()
print(line)
lines = f.readlines()
print(lines)
在这个代码中，我们首先使用readline()方法读取文件的第一行内容，然后使用readlines()方法读取整个文件的内容，并且将其存储在一个字符串列表中。最后，我们打印输出这些内容。
2. 写入文件内容
除了读取文件内容，我们还可以写入文件内容。在Python中，我们可以使用write()方法来写入文件。代码示例如下：
with open('example.txt','w') as f:
f.write('Hello World!')
在这个代码中，我们首先打开一个文件，并将其存储在变量f中。然后，我们使用write()方法向该文件中写入字符串“Hello World!”。
我们也可以使用writelines()方法向文件中写入多行内容。与readlines()方法类似，writelines()方法接收一个字符串列表作为输入，每个列表元素表示要写入的一行内容。代码示例如下：
with open('example.txt','w') as f:
lines = ['Hello','World']
f.writelines(lines)
在这个代码中，我们创建一个字符串列表lines，该列表的元素为要写入文件中的内容。我们使用writelines()方法，将整个列表写入文件中。
三、文件的操纵和管理
在Python中，我们可以使用os模块和shutil模块来实现对文件的操纵和管理。os模块提供了管理文件和目录的方法，如创建目录、删除文件等。shutil模块则提供了复制文件、移动文件等高级操作。
1. 文件管理
在Python中，我们可以使用os模块来管理文件，os模块中常用的方法有：
- os.access()：检查指定的路径是否具有特定的访问权限。
- os.chmod()：修改指定路径的访问权限。
- os.chown()：修改指定路径的所有者和组。
- os.getcwd()：获取当前工作目录。
- os.listdir()：返回指定目录下的所有文件和子目录，包括隐藏文件和目录。
- os.mkdir()：创建指定的目录。
- os.makedirs()：递归创建指定的目录，即可以创建多级目录。
- os.remove()：删除指定的文件。
这里我们以创建目录为例，介绍如何使用os模块管理文件。代码示例如下：
import os
# 定义要创建的目录
directory = "test"
# 创建目录
try:
os.mkdir(directory)
print("目录创建成功")
except:
print("目录已存在")
在这个代码中，我们首先导入os模块，然后定义要创建的目录名称，并执行os.mkdir()方法来创建该目录。
2. 文件操纵
在Python中，我们可以使用shutil模块来实现文件操纵，包括复制文件、移动文件等操作。代码示例如下：
import shutil
# 复制文件
shutil.copy('example.txt', 'example_copy.txt')
# 移动文件
shutil.move('example.txt', 'test/')
在这个代码中，我们使用shutil模块中的copy()方法和move()方法，分别实现文件复制和文件移动的操作。
总结
通过本文的介绍，我们了解了Python 3的文件操作，重点是以文件为中心的读写操作。我们学习了如何打开和关闭文件、读取文件内容、写入文件内容、以及操纵和管理文件。掌握这些知识，可以使我们更加高效地使用Python进行数据存储和管理。