Метод open() в Python
Мы столкнулись с различными операциями, которые могут быть выполнены с файлом с помощью Python, например, чтение, запись или копирование. При выполнении любой из этих упомянутых операций обработки файлов было ясно, что открытие файла — это первый шаг.
Сегодня в этом руководстве мы сосредоточимся на части открытия файла с помощью метода Python open().
Метод open() открывает определенный файл в указанном режиме и возвращает файловый объект. Затем этот файловый объект можно использовать для выполнения различных операций с файлами. Синтаксис использования метода приведен ниже.
- файл относится к имени или дескриптору файла, а mode — это режим, в котором файл должен быть открыт. Это основные параметры, необходимые для открытия файла.
- Buffering — необязательное целое число, используемое для установки буферизации. По умолчанию установлено значение (-1),
- кодировка — это имя кодировки, используемой для декодирования или кодирования файла,
- errors — это необязательная строка, указывающая, как должны обрабатываться ошибки кодирования и декодирования. Обратите внимание, что это нельзя использовать в двоичном режиме.
- Новая строка определяет, как работает универсальный режим новой строки (применяется только к текстовому режиму). Это может быть None (по умолчанию), » , ‘\n’ , ‘\r’ и ‘\r\n’ .
- closefd указывает, является ли переданный параметр файла именем файла или дескриптором файла. Если упоминается файловый дескриптор, он должен иметь значение False. Или же True (по умолчанию). В противном случае возникнет ошибка,
- opener — это вызываемый настраиваемый параметр. Указанный файловый дескриптор для файлового объекта получается путем вызова средства opener с помощью (file, flags). opener должен возвращать дескриптор открытого файла (передача os.open качестве opener приводит к функциональности, аналогичной передаче None ).
Режимы открытия для open() в Python
Ниже приведены различные режимы открытия файлов с их значениями.
| Режимы | Описание |
| ‘r’ | открыт для чтения (по умолчанию) |
| ‘w’ | открыть для записи, сначала обрезая файл |
| ‘x’ | открыть для монопольного создания, сбой, если файл уже существует |
| ‘a’ | открыть для записи, добавив в конец файла, если он существует |
| ‘b’ | двоичный режим |
| ‘t’ | текстовый режим (по умолчанию) |
| ‘+’ | открыт для обновления (чтение и запись) |
Пример
Мы собираемся открыть файл с именем file.txt с содержимым (как показано ниже) с помощью метода open() .
Внимательно посмотрите на приведенный ниже фрагмент кода.
Здесь мы открыли файл file.txt в режиме только для чтения ( ‘ r ‘ ). Метод open() возвращает объект файла в f . Затем мы прошли через этот объект, используя цикл for для доступа к содержимому файла.
После этого мы закрыли файл с помощью метода close(). Важно закрыть файл в конце после выполнения каких-либо операций с ним, чтобы избежать ошибок. Эти ошибки могут возникнуть при повторном открытии того же файла.
Открытие нескольких файлов
В Python мы можем открывать два или более файла одновременно, комбинируя оператор with, метод open() и оператор запятой ( ‘ , ‘ ). Давайте рассмотрим пример, чтобы лучше понять.
Здесь мы попытались открыть два независимых файла file1.txt и file2.txt и распечатать их соответствующее содержимое.
Примечание: мы не закрывали файлы после использования этого времени. Это потому, что нам это не нужно, оператор with обеспечивает автоматическое закрытие открытых файлов путем вызова метода close().
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:
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
