Введение в Python

Поиск

Новое на сайте

Работа с файлами в Python

До теперь мы работали только с объектами, сохраненными в оперативной памяти компьютера. То есть после завершения работы программы все наши действия удалялись. Сегодня мы научимся работать с файлами в Python, то есть сохранять состояние программы в файле на жестком диске.

Открытие и закрытие файла в Python.

Перед тем как прочесть и записать что-либо в файл, его следует открыть. Чтобы открыть файл в Python используется встроенная функция open(). При вызове, эта функция создает объект типа файл, с которым в дальнейшем можно работать.

Синтаксис функции open() в Python.

my_file = open(имя_файла [, режим_доступа][, буферизация])

имя_файла: строка, содержащая имя файла с расширением. Например, «my_file.txt».

режим_доступа: строка, которой мы указываем для чего открывается файл: для чтения, записи, добавления информации, и т.д. Например, «w». По умолчанию файл открывается для чтения — «r».

буферизация: Целое число. Если значение аргумента указано 0 — файл открывается без буферизации, 1 с построчной буферизацией, больше одного процесс буферизации выполняется с указанным размером буфера. Отрицательное число — разер буфера будет равен системному.

Список режимов доступа к файлу в Python.

r	Открывает файл только для чтения. Указатель стоит в начале файла.
rb	Открывает файл для чтения в двоичном формате. Указатель стоит в начале файла.
r+	Открывает файл для чтения и записи. Указатель стоит в начале файла.
rb+	Открывает файл для чтения и записи в двоичном формате. Указатель стоит в начале файла.
w	Открывает файл только для записи. Указатель стоит в начале файла. Создает файл с именем имя_файла, если такового не существует.
wb	Открывает файл для записи в двоичном формате. Указатель стоит в начале файла. Создает файл с именем имя_файла, если такового не существует.
w+	Открывает файл для чтения и записи. Указатель стоит в начале файла. Создает файл с именем имя_файла, если такового не существует.
wb+	Открывает файл для чтения и записи в двоичном формате. Указатель стоит в начале файла. Создает файл с именем имя_файла, если такового не существует.
a	Открывает файл для добавления информации в файл. Указатель стоит в конце файла. Создает файл с именем имя_файла, если такового не существует.
ab	Открывает файл для добавления в двоичном формате. Указатель стоит в конце файла. Создает файл с именем имя_файла, если такового не существует.
a+	Открывает файл для добавления и чтения. Указатель стоит в конце файла. Создает файл с именем имя_файла, если такового не существует.
ab+	Открывает файл для добавления и чтения в двоичном формате. Указатель стоит в конце файла. Создает файл с именем имя_файла, если такового не существует.

Атрибуты файлового объекта в Python.

Как только файл был открыт и у вас появился файловый объект, вы можете получить следующую информацию о нем:

file.closed	Возвращает True если файл был закрыт.
file.mode	Возвращает режим доступа, с которым был открыт файл.
file.name	Возвращает имя файла.
file.softspace	Возвращает False если при выводе содержимого файла следует отдельно добавлять пробел.

Закрытие файла в Python. Метод close().

Метод файлового объекта close() автоматически закрывает файл, при этом теряется любая несохраненная информация. Работать с файлом (читать, записывать) после этого нельзя.

Python автоматически закрывает файл если файловый объект к которому он привязан присваивается другому файлу. Однако, хорошей практикой будет вручную закрывать файл командой close().

Чтение и запись файлов в Python

Для файлового объекта доступен целый набор методов, чтобы облегчить нашу работу с файлом.

Запись в файл в Python. Метод write().

Метод write() записывает любую строку в открытый файл. Важно помнить, что строки в Python могут содержать двоичные данные, а не только текст.

Метод write() не добавляет символ переноса строки (‘\n’) в конец файла.

Синтаксис метода write().

Вышеприведенный код создаст файл some.txt и запишет в него указанную строку.

Чтение из файла в Python. Метод read().

Метод read() читает строку из открытого файла.

Синтаксис метода read().

Необязательный параметр count — это количество байт, которые следует прочитать из открытого файла. Этот метод читает информацию с начала файла и, если параметр count не указан, до конца файла.

Например, прочтем созданный нами файл some.txt:

Как узнать позицию указателя в файле в Python.

После того как вы вызвали метод read() на файловом объекте, если вы повторно вызовете read(), то увидите лишь пустую строку. Это происходит потому, что после первого прочтения указатель находится в конце файла. Для того чтобы узнать позицию указателя можно использовать метод tell().

Говоря проще, метод tell() сообщает в скольких байтах от начала файла мы сейчас находимся.

Чтобы перейти на нужную нам позицию, следует использовать другой метод — seek().

Синтаксис метода seek().

Аргумент offset указывает на сколько байт перейти. опциональный аргумент from означает позицию, с которой начинается движение. 0 — означает начало файла, 1 нынешняя позиция, 2 — конец файла.

The seek(offset[, from]) method changes the current file position. The offset argument indicates the number of bytes to be moved. The from argument specifies the reference position from where the bytes are to be moved.

Добавление в файл. Метод write()

Если вы хотите не перезаписать файл полностью (что делает метод write в случае открытия файла в режиме ‘w’), а только добавить какой-либо текст, то файл следует открывать в режиме ‘a’ — appending. После чего использовать все тот же метод write.

Расширенная работа с файлами в Python.

Для доступа к более широкому функционалу в работе с файлами в Python, как то удаление файлов, создание директорий и т.д. Следует подключить библиотеку os. Скоро выйдут статьи с примерами.

Приложение-пример работы с файлами в Python.

В качестве приложения примера мы напишем программу сохранения результата игрока. Программе задается имя игрока и его результат, а она добавляет эту запись в отсортированный список. Рейтинг результатов.

Чтение и запись в файл

На этом занятии мы поговорим, как в Python можно считывать информацию из файлов и записывать ее в файлы. Что такое файлы и зачем они нужны, думаю объяснять не надо, т.к. если вы дошли до этого занятия, значит, проблем с пониманием таких базовых вещей у вас нет. Поэтому сразу перейдем к функции

open(file [, mode=’r’, encoding=None, …])

через которую и осуществляется работа с файлами. Здесь

• file – это путь к файлу вместе с его именем;
• mode – режим доступа к файлу;
• encoding – кодировка файла.

Для начала определимся с понятием «путь к файлу». Представим, что наш файл ex1.py находится в каталоге app:

Тогда, чтобы обратиться к файлу my_file.txt путь можно записать так:

Последние два варианта представляют собой абсолютный путь к файлу, то есть, полный путь, начиная с указания диска. Причем, обычно используют обратный слеш в качестве разделителя: так короче писать и такой путь будет корректно восприниматься как под ОС Windows, так и Linux. Первый же вариант – это относительный путь, относительно рабочего каталога.

Теперь, предположим, мы хотим обратиться к файлу img.txt. Это можно сделать так:

Для доступа к out.txt пути будут записаны так:

Обратите внимание, здесь две точки означают переход к родительскому каталогу, то есть, выход из каталога app на один уровень вверх.

И, наконец, для доступа к файлу prt.dat пути запишутся так:

Вот так следует прописывать пути к файлам. В нашем случае мы имеем текстовый файл «myfile.txt», который находится в том же каталоге, что и программа ex1.py, поэтому путь можно записать просто указав имя файла:

В результате переменная file будет ссылаться на файловый объект, через который и происходит работа с файлами. Если указать неверный путь, например, так:

то возникнет ошибка FileNotFoundError. Это стандартное исключение и как их обрабатывать мы с вами говорили на предыдущем занятии. Поэтому, запишем этот критический код в блоке try:

Изменим имя файла на верное и посмотрим, как далее можно с ним работать. По умолчанию функция open открывает файл в текстовом режиме на чтение. Это режим

Если нам нужно поменять режим доступа к файлу, например, открыть его на запись, то это явно указывается вторым параметром функции open:

В Python имеются следующие режимы доступа:

Название

Описание

открытие на чтение (значение по умолчанию)

открытие на запись (содержимое файла удаляется, а если его нет, то создается новый)

открытие файла на запись, если его нет генерирует исключение

открытие на дозапись (информация добавляется в конец файла)

Дополнения

открытие в бинарном режиме доступа к информации файла

открытие в текстовом режиме доступа (если явно не указывается, то используется по умолчанию)

открытие на чтение и запись одновременно

Здесь мы имеем три основных режима доступа: на чтение, запись и добавление. И еще три возможных расширения этих режимов, например,

• ‘rt’ – чтение в текстовом режиме;
• ‘wb’ – запись в бинарном режиме;
• ‘a+’ – дозапись или чтение данных из файла.

Чтение информации из файла

В чем отличие текстового режима от бинарного мы поговорим позже, а сейчас откроем файл на чтение в текстовом режиме:

и прочитаем его содержимое с помощью метода read:

В результате, получим строку, в которой будет находиться прочитанное содержимое. Действительно, в этом файле находятся эти строчки из поэмы Пушкина А.С. «Медный всадник». И здесь есть один тонкий момент. Наш текстовый файл имеет кодировку Windows-1251 и эта кодировка используется по умолчанию в функции read. Но, если изменить кодировку файла, например, на популярную UTF-8, то после запуска программы увидим в консоли вот такую белиберду. Как это можно исправить, не меняя кодировки самого файла? Для этого следует воспользоваться именованным параметром encoding и записать метод open вот так:

Теперь все будет работать корректно. Далее, в методе read мы можем указать некий числовой аргумент, например,

Тогда из файла будут считаны первые два символа. И смотрите, если мы запишем два таких вызова подряд:

то увидим, что при следующем вызове метод read продолжил читать следующие два символа. Почему так произошло? Дело в том, что у файлового объекта, на который ссылается переменная file, имеется внутренний указатель позиции (file position), который показывает с какого места производить считывание информации.

Когда мы вызываем метод read(2) эта позиция автоматически сдвигается от начала файла на два символа, т.к. мы именно столько считываем. И при повторном вызове read(2) считывание продолжается, т.е. берутся следующие два символа. Соответственно, позиция файла сдвигается дальше. И так, пока не дойдем до конца.

Но мы в Python можем управлять этой файловой позицией с помощью метода

Например, вот такая запись:

будет означать, что мы устанавливаем позицию в начало и тогда такие строчки:

будут считывать одни и те же первые символы. Если же мы хотим узнать текущую позицию в файле, то следует вызвать метод tell:

Следующий полезный метод – это readline позволяет построчно считывать информацию из текстового файла:

Здесь концом строки считается символ переноса ‘\n’, либо конец файла. Причем, этот символ переноса строки будет также присутствовать в строке. Мы в этом можем убедиться, вызвав дважды эту функцию:

Здесь в консоли строчки будут разделены пустой строкой. Это как раз из-за того, что один перенос идет из прочитанной строки, а второй добавляется самой функцией print. Поэтому, если их записать вот так:

то вывод будет построчным с одним переносом.

Если нам нужно последовательно прочитать все строчки из файла, то для этого обычно используют цикл for следующим образом:

Этот пример показывает, что объект файл является итерируемым и на каждой итерации возвращает очередную строку.

Или же, все строчки можно прочитать методом

и тогда переменная s будет ссылаться на упорядоченный список с этими строками:

Однако этот метод следует использовать с осторожностью, т.к. для больших файлов может возникнуть ошибка нехватки памяти для хранения полученного списка.

По сути это все методы для считывания информации из файла. И, смотрите, как только мы завершили работу с файлом, его следует закрыть. Для этого используется метод close:

Конечно, прописывая эту строчку, мы не увидим никакой разницы в работе программы. Но, во-первых, закрывая файл, мы освобождаем память, связанную с этим файлом и, во-вторых, у нас не будет проблем в потере данных при их записи в файл. А, вообще, лучше просто запомнить: после завершения работы с файлом, его нужно закрыть. Причем, организовать программу лучше так:

Мы здесь создаем вложенный блок try, в который помещаем критический текст программы при работе с файлом и далее блок finally, который будет выполнен при любом стечении обстоятельств, а значит, файл гарантированно будет закрыт.

Или же, забегая немного вперед, отмечу, что часто для открытия файла пользуются так называемым менеджером контекста, когда файл открывают при помощи оператора with:

При таком подходе файл закрывается автоматически после выполнения всех инструкций внутри этого менеджера. В этом можно убедиться, выведем в консоль флаг, сигнализирующий закрытие файла:

Запустим программу, видите, все работает также и при этом файл автоматически закрывается. Даже если произойдет критическая ошибка, например, пропишем такую конструкцию:

то, как видим, файл все равно закрывается. Вот в этом удобство такого подхода при работе с файлами.

Запись информации в файл

Теперь давайте посмотрим, как происходит запись информации в файл. Во-первых, нам нужно открыть файл на запись, например, так:

и далее вызвать метод write:

В результате у нас будет создан файл out.txt со строкой «Hello World!». Причем, этот файл будет располагаться в том же каталоге, что и файл с текстом программы на Python.

Далее сделаем такую операцию: запишем метод write следующим образом:

И снова выполним эту программу. Смотрите, в нашем файле out.txt прежнее содержимое исчезло и появилось новое – строка «Hello». То есть, когда мы открываем файл на запись в режимах

то прежнее содержимое файла удаляется. Вот этот момент следует всегда помнить.

Теперь посмотрим, что будет, если вызвать метод write несколько раз подряд:

Смотрите, у нас в файле появились эти строчки друг за другом. То есть, здесь как и со считыванием: объект file записывает информацию, начиная с текущей файловой позиции, и автоматически перемещает ее при выполнении метода write.

Если мы хотим записать эти строчки в файл каждую с новой строки, то в конце каждой пропишем символ переноса строки:

Далее, для дозаписи информации в файл, то есть, записи с сохранением предыдущего содержимого, файл следует открыть в режиме ‘a’:

Тогда, выполняя эту программу, мы в файле увидим уже шесть строчек. И смотрите, в зависимости от режима доступа к файлу, мы должны использовать или методы для записи, или методы для чтения. Например, если вот здесь попытаться прочитать информацию с помощью метода read:

то возникнет ошибка доступа. Если же мы хотим и записывать и считывать информацию, то можно воспользоваться режимом a+:

Так как здесь файловый указатель стоит на последней позиции, то для считывания информации, поставим его в самое начало:

А вот запись данных всегда осуществляется в конец файла.

Следующий полезный метод для записи информации – это writelines:

Он записывает несколько строк, указанных в коллекции. Иногда это бывает удобно, если в процессе обработки текста мы имеем список и его требуется целиком поместить в файл.

Чтение и запись в бинарном режиме доступа

Что такое бинарный режим доступа? Это когда данные из файла считываются один в один без какой-либо обработки. Обычно это используется для сохранения и считывания объектов. Давайте предположим, что нужно сохранить в файл вот такой список:

Откроем файл на запись в бинарном режиме:

Далее, для работы с бинарными данными подключим специальный встроенный модуль pickle:

И вызовем него метод dump:

Все, мы сохранили этот объект в файл. Теперь прочитаем эти данные. Откроем файл на чтение в бинарном режиме:

и далее вызовем метод load модуля pickle:

Все, теперь переменная bs ссылается на эквивалентный список:

Аналогичным образом можно записывать и считывать сразу несколько объектов. Например, так:

А, затем, считывание в том же порядке:

Вот так в Python выполняется запись и считывание данных из файла.

Задания для самоподготовки

1. Выполните считывание данных из текстового файла через символ и записи прочитанных данных в другой текстовый файл. Прочитывайте так не более 100 символов.

2. Пользователь вводит предложение с клавиатуры. Разбейте это предложение по словам (считать, что слова разделены пробелом) и сохраните их в столбец в файл.

3. Пусть имеется словарь:

Необходимо каждый элемент этого словаря сохранить в бинарном файле как объект. Затем, прочитать этот файл и вывести считанные объекты в консоль.

Видео по теме

Python 3 #1: установка и запуск интерпретатора языка

Python 3 #2: переменные, оператор присваивания, типы данных

Python 3 #3: функции input и print ввода/вывода

Python 3 #4: арифметические операторы: сложение, вычитание, умножение, деление, степень

Python 3 #5: условный оператор if, составные условия с and, or, not

Python 3 #6: операторы циклов while и for, операторы break и continue

Python 3 #7: строки — сравнения, срезы строк, базовые функции str, len, ord, in

Python 3 #8: методы строк — upper, split, join, find, strip, isalpha, isdigit и другие

Python 3 #9: списки list и функции len, min, max, sum, sorted

Python 3 #10: списки — срезы и методы: append, insert, pop, sort, index, count, reverse, clear

Python 3 #11: списки — инструмент list comprehensions, сортировка методом выбора

Python 3 #12: словарь, методы словарей: len, clear, get, setdefault, pop

Python 3 #13: кортежи (tuple) и операции с ними: len, del, count, index

Python 3 #14: функции (def) — объявление и вызов

Python 3 #15: делаем «Сапер», проектирование программ «сверху-вниз»

Python 3 #16: рекурсивные и лямбда-функции, функции с произвольным числом аргументов

Python 3 #17: алгоритм Евклида, принцип тестирования программ

Python 3 #18: области видимости переменных — global, nonlocal

Python 3 #19: множества (set) и операции над ними: вычитание, пересечение, объединение, сравнение

Python 3 #20: итераторы, выражения-генераторы, функции-генераторы, оператор yield

Python 3 #21: функции map, filter, zip

Python 3 #22: сортировка sort() и sorted(), сортировка по ключам

Python 3 #23: обработка исключений: try, except, finally, else

Python 3 #24: файлы — чтение и запись: open, read, write, seek, readline, dump, load, pickle

Python 3 #25: форматирование строк: метод format и F-строки

Python 3 #26: создание и импорт модулей — import, from, as, dir, reload

Python 3 #27: пакеты (package) — создание, импорт, установка (менеджер pip)

Python 3 #28: декораторы функций и замыкания

Python 3 #29: установка и порядок работы в PyCharm

Python 3 #30: функция enumerate, примеры использования

© 2021 Частичное или полное копирование информации с данного сайта для распространения на других ресурсах, в том числе и бумажных, строго запрещено. Все тексты и изображения являются собственностью сайта