Получена ошибка измерения для входных данных (n, n, 1) и (n, n) даже после явного определения

Нет. Вы не можете безопасно писать в файл, который вы также читаете, так как любые изменения, внесенные вами в файл, могут перезаписывать контент, который вы еще не читали. Чтобы сделать это безопасно, вам нужно будет прочитать файл в буфер, обновить любые строки по мере необходимости, а затем переписать файл.

Если вы заменяете байты на байты, содержимое в файл (т. е. если текст, который вы заменяете, имеет ту же длину, что и новая строка, которую вы заменяете), тогда вы можете уйти с ним, но это гнездо шершней, поэтому я бы сэкономил вам хлопот и просто прочитал полный файл, замените содержимое в памяти (или через временный файл) и запишите его снова.