Как безопаснее работать с файлом python

Файлы. Работа с файлами.

В данной статье мы рассмотрим встроенные средства python для работы с файлами: открытие / закрытие, чтение и запись.

Итак, начнем. Прежде, чем работать с файлом, его надо открыть. С этим замечательно справится встроенная функция open:

У функции open много параметров, они указаны в статье "Встроенные функции", нам пока важны 3 аргумента: первый, это имя файла. Путь к файлу может быть относительным или абсолютным. Второй аргумент, это режим, в котором мы будем открывать файл.

Режимы могут быть объединены, то есть, к примеру, ‘rb’ — чтение в двоичном режиме. По умолчанию режим равен ‘rt’.

И последний аргумент, encoding, нужен только в текстовом режиме чтения файла. Этот аргумент задает кодировку.

Чтение из файла

Открыли мы файл, а теперь мы хотим прочитать из него информацию. Для этого есть несколько способов, но большого интереса заслуживают лишь два из них.

Первый — метод read, читающий весь файл целиком, если был вызван без аргументов, и n символов, если был вызван с аргументом (целым числом n).

Ещё один способ сделать это — прочитать файл построчно, воспользовавшись циклом for:

Запись в файл

Теперь рассмотрим запись в файл. Попробуем записать в файл вот такой вот список:

Откроем файл на запись:

 Запись в файл осуществляется с помощью метода write:

 
После окончания работы с файлом его обязательно нужно закрыть с помощью метода close:
 Теперь попробуем воссоздать этот список из получившегося файла. Откроем файл на чтение (надеюсь, вы поняли, как это сделать?), и прочитаем строки.
   Мы получили тот же список, что и был. В более сложных случаях (словарях, вложенных кортежей и т. д.) алгоритм записи придумать сложнее. Но это и не нужно. В python уже давно придумали средства, такие как pickle или json, позволяющие сохранять в файле сложные структуры.
Для вставки кода на Python в комментарий заключайте его в теги 




Модуль csv - чтение и запись CSV файлов
Создаём сайт на Django, используя хорошие практики. Часть 1: создаём проект
Онлайн-обучение Python: сравнение популярных программ


Книги о Python
GUI (графический интерфейс пользователя)
Курсы Python
Модули
Новости мира Python
NumPy
Обработка данных
Основы программирования
Примеры программ
Типы данных в Python
Видео
Python для Web
Работа для Python-программистов


Сделай свой вклад в развитие сайта!
Самоучитель Python
Карта сайта
Отзывы на книги по Python
Реклама на сайте

Основы работы с файлами в Python
Введение в работу с файлами в Python с помощью встроенной функциональности языка.
Михаил Свинцов

автор курса «Full-stack веб-разработчик на Python»
Взаимодействие с файловой системой позволяет хранить информацию, полученную в результате работы программы. Михаил Свинцов из SkillFactory расскажет о базовой функциональности языка программирования Python для работы с файлами.
Встроенные средства Python
Основа для работы с файлами — built-in функция open()






open(file, mode="rt") 
Эта функция имеет два аргумента. Аргумент file принимает строку, в которой содержится путь к файлу. Второй аргумент, mode , позволяет указать режим, в котором необходимо работать с файлом. По умолчанию этот аргумент принимает значение «rt», с которым, и с некоторыми другими, можно ознакомиться в таблице ниже
Эти режимы могут быть скомбинированы. Например, «rb» открывает двоичный файл для чтения. Комбинируя «r+» или «w+» можно добиться открытия файла в режиме и чтения, и записи одновременно с одним отличием — первый режим вызовет исключение, если файла не существует, а работа во втором режиме в таком случае создаст его.
Начать саму работу с файлом можно с помощью объекта класса io.TextIOWrapper , который возвращается функцией open() . У этого объекта есть несколько атрибутов, через которые можно получить информацию

name — название файла;
mode — режим, в котором этот файл открыт;
closed — возвращает True , если файл был закрыт.

По завершении работы с файлом его необходимо закрыть при помощи метода close()
f = open("examp.le", "w") // работа с файлом f.close() 
Однако более pythonic way стиль работы с файлом встроенными средствами заключается в использовании конструкции with .. as .. , которая работает как менеджер создания контекста. Написанный выше пример можно переписать с ее помощью
with open("examp.le", "w") as f: // работа с файлом 
Главное отличие заключается в том, что python самостоятельно закрывает файл, и разработчику нет необходимости помнить об этом. И бонусом к этому не будут вызваны исключения при открытии файла (например, если файл не существует).
Чтение из файла
При открытии файла в режимах, допускающих чтение, можно использовать несколько подходов.
Работа со строками в Python. Готовимся к собеседованию: вспоминаем азы






Для начала можно прочитать файл целиком и все данные, находящиеся в нем, записать в одну строку.
with open("examp.le", "r") as f: text = f.read() 
Используя эту функцию с целочисленным аргументом, можно прочитать определенное количество символов.
with open("examp.le", "r") as f: part = f.read(16) 
При этом будут получены только первые 16 символов текста. Важно понимать, что при применении этой функции несколько раз подряд будет считываться часть за частью этого текста — виртуальный курсор будет сдвигаться на считанную часть текста. Его можно сдвинуть на определенную позицию, при необходимости воспользовавшись методом seek() .
with open("examp.le", "r") as f: # 'Hello, world!' first_part = f.read(8) # 'Hello, w' f.seek(4) second_part = f.read(8) # 'o, world' 
Другой способ заключается в считывании файла построчно. Метод readline() считывает строку и, также как и с методом read() , сдвигает курсор — только теперь уже на целую строку. Применение этого метода несколько раз будет приводить к считыванию нескольких строк. Схожий с этим способом, другой метод позволяет прочитать файл целиком, но по строкам, записав их в список. Этот список можно использовать, например, в качестве итерируемого объекта в цикле.
with open("examp.le", "r") as f: for line in f.readlines(): print(line) 
Однако и здесь существует более pythonic way. Он заключается в том, что сам объект io.TextIOWrapper имеет итератор, возвращающий строку за строкой. Благодаря этому нет необходимости считывать файл целиком, сохраняя его в список, а можно динамически по строкам считывать файл. И делать это лаконично.
with open("examp.le", "r") as f: for line in f: print(line) 
Запись в файл
Функциональность внесения данных в файл не зависит от режима — добавление данных или перезаписывание файла. В выполнении этой операции также существует несколько подходов.
Самый простой и логичный — использование функции write()
with open("examp.le", "w") as f: f.write(some_string_data) 
Важно, что в качестве аргумента функции могут быть переданы только строки. Если необходимо записать другого рода информацию, то ее необходимо явно привести к строковому типу, используя методы __str__(self) для объектов или форматированные строки.






Есть возможность записать в файл большой объем данных, если он может быть представлен в виде списка строк.
with open("examp.le", "w") as f: f.writelines(list_of_strings) 
Здесь есть еще один нюанс, связанный с тем, что функции write() и writelines() автоматически не ставят символ переноса строки, и это разработчику нужно контролировать самостоятельно.
Существует еще один, менее известный, способ, но, возможно, самый удобный из представленных. И как бы не было странно, он заключается в использовании функции print() . Сначала это утверждение может показаться странным, потому что общеизвестно, что с помощью нее происходит вывод в консоль. И это правда. Но если передать в необязательный аргумент file объект типа io.TextIOWrapper , каким и является объект файла, с которым мы работаем, то поток вывода функции print() перенаправляется из консоли в файл.
with open("examp.le", "w") as f: print(some_data, file=f) 
Сила такого подхода заключается в том, что в print() можно передавать не обязательно строковые аргументы — при необходимости функция сама их преобразует к строковому типу.
На этом знакомство с базовой функциональностью работы с файлами можно закончить. Вместе с этим стоит сказать, что возможности языка Python им не ограничивается. Существует большое количество библиотек, которые позволяют работать с файлами определенных типов, а также допускают более тесное взаимодействие с файловой системой. И в совокупности они предоставляют разработчикам легкий и комфортный способ работы с файлами.

Следите за новыми постами по любимым темам
Подпишитесь на интересующие вас теги, чтобы следить за новыми постами и быть в курсе событий.






Работа с файлами
Для открытия файлов в python используется функция open :
file = open("/path/for/your/file.txt", "r") 
Она возвращает поток - интерфейс взаимодействия с содержимым файла.
Функция open принимает первым аргументом полное имя файла (с путём, абсолютным или относительным), вторым - режим, в котором мы откроем файл


Режим
Обозначение




'r'
открытие на чтение (является значением по умолчанию).


'w'
открытие на запись, содержимое файла удаляется, если файла не существует, создается новый.


'x'
открытие на запись, если файла не существует, иначе исключение.


'a'
открытие на дозапись, информация добавляется в конец файла.


'b'
открытие в двоичном режиме.


't'
открытие в текстовом режиме (является значением по умолчанию).


'+'
открытие на чтение и запись



По умолчанию файл открывается в режиме rt - для чтения в текстовом формате.
Стоит заметить, что файл можно открыть в двух разных форматах: текстовом и бинарном (двоичном). Файлы, открытые в текстовом формате (по умолчанию, или явно добавляя “t” к аргументу режима), обрабатываются Python-ом и возвращаются как строки. При открытии файла в бинарном формате никакой обработки содержимого не производится, содержимое возвращается побайтово.
Таким образом, если мы хотим открыть файл в двоичном формате для записи, надо использовать режим “wb”, если мы хотим дописать содержимое в конец файла в текстовом формате, то - “a” или “at”, “r+b” - открыть двоичный файл на чтение и запись.
Обычно, файлы, в которых содержится текст, например, файлы txt , код вашей программы, файлы формата csv , открываются в текстовом формате, а файлы, которые нельзя проинтерпретировать как текст - в бинарном (например, картинки, музыку). Иногда файлы с текстом открывают в бинарном режиме, для более явного управления всеми спецсимволами (например табуляция ↹).






При открытии файла в текстовом режиме, также можно указать подходящую кодировку. Например, если в вашем файле содержится текст на русском в utf8, откройте его в этой кодировке:
russian_file = open("russian.txt", "r", encoding="utf8") 
Как только файл был открыт и у вас появился файловый объект, вы можете получить следующую информацию о нем:


Атрибут
Значение




file.closed
Возвращает True если файл был закрыт.


file.mode
Возвращает режим доступа, с которым был открыт файл.


file.name
Возвращает имя файла.



У получаемого объекта есть несколько полезных методов, рассмотрим их.

   метод read ( n ) позволяет прочитать следующие n символов файла. Замечу, что можно представить, что в нашем объекте файла есть указатель на текущую читаемую позицию. При открытии файла, она ставится в самое начало. По мере чтения, этот указатель сдвигается. Таким образом, если выполнять read ( n ) несколько раз подряд, мы будем получать не первые n символов, а каждый раз новые, n символов.


Если n явно не указать, то считается весь файл целиком (указатель окажется в самом конце файла). Для использования метода read, файл должен быть открыт в режиме для чтения Примечание: чтобы узнать текущее положение указателя внутри файла, можно воспользоваться методом tell () , а чтобы установить указатель в нужное положение pos , используется метод seek ( pos )
file = open("russian.txt", "r", encoding="utf8") #открыли файл, file.tell() == 0, #т.е указатель стоит в самом начале text = file.read() #считали весь файл 
Следует сказать, что открытый в любом режиме файл после его использования нужно обязательно закрывать. Делается это методом close(). Посе его выполнения работа с файлом будет корректно завершена, но с нашим объектом файла работать уже тоже будет нельзя - при необходимости повторной работы с файлом нужно снова его открывать при помощи open.
file = open("some_data.txt") text = file.read() file.close() #дальше работаем с text, если надо 
Но вдруг в процессе выполнения нашей программы произройдет критическая ошибка и программа завершит свое выполнение, а мы, например, записывали в файл какую-то информацию? Верно, вполне возможно, что последняя добавленная информация в файл так и не запишется. Чтобы избежать такой ситуации, ну и чтобы просто не забывать вовремя вызывать close() используется конструкция with:
with open("text.txt", "w") as out: #в out теперь находится ссылка на наш объект файла, как если #бы было просто out = open("text.txt", "w") for i in range(100): out.write("А я запишу все эти строки в влюбом случае\n") #записываем 100 одинаковых строчек raise Exception #принудительно "вызываем" ошибку. #Об Exceptionах будет дальше в следующих семинарах #в файле все равно будут все 100 нужные строки 
Конструкция with используется для того, чтобы гаранировать, что критические действия будут выполнены в любом случае, ее можно использовать и в некоторых других случаях, но в контексте открытия файлов она используется чаще всего.
Я рекомендую по возможности всегда открывать файлы, не зависимо от режима, с конструкцией with!






Через конструкцию with можно открывать сразу несколько файлов:
with open("input.txt", "r") as input, open("output.txt", "w") as output: output.write(input.read()) #скопировали содержимое input в output 

Чтобы считать из файла целую строку, используется метод readline(max_len). Если указать параметр max_len, то будут считаны максимум max_len символов

with open("text.txt", "r") as file: print(file.readline()) #считали и вывели первую строку файла 
На самом деле у нашего объекта файла есть итератор, поэтому перебирать строки внутри файла можно с его помощью:
with open("text.txt", "r") as file: for line in file: print(line) 
Такой способ чтения наиболее удобен для построчного чтения
Упражнение 1: создайте произвольный текстовый файл с несколькими строками произвольного текста. Выведите в консоль строки файла, удалив лишние пробелы в начале и конце строк, если они есть
Упражнение 2: запишите в новый файл содержимое списка строк (каждую строку с новой строки) без использования цикла
def write_array(array, file_name): """записывает строки из array в файл file_name""" #ваш код здесь pass 
Работа с файловой системой
Взаимодействие с файлами не ограничивается только самими файлами, нам часто приходится работать и с папками. Главными героями этого раздела будут библиотеки os и os.path. Они связаны с операционной системой компьютера и позволяют взаимодейстовать с файловой системой.
Все папки директории
os.listdir(dir) перечисялет файлы и папки в указанной директории dir. Если вызвать эту функцию без аргументов, она вернет файлы и папки текущей рабочей директории.
Текущая папка
Относительные пути строятся относительно текущей папки. Чтобы получить абсолютный путь файла из относительного, используется функция os.path.abspath(file_path). Чтобы узнать, какая папка является текущей, можно вызвать функцию os.getcwd(). Для смены текущей папки используется os.chdir(new_dir).






Проверка существования файла или папки и определение, является ли имя файлом или папкой
os.path.exists(file_name) проверяет, существует ли указанный файл (или директория) file_name.
Чтобы проверить, является ли данное имя name файлом или папкой, можно воспользоваться функциями os.isdir(name) или os.isfile(name), которые возвращают True или False.
Рекурсивный обход папок
Одной из самых интересных и мощных функций является функция os.walk(dir) - она позволяет рекурсивно пройтись по всем папкам, подпапкам, их подпапкам и так далее. На самом деле она возвращает генератор (последовательность элементов). Каждый элемент представляеьт собой кортеж из 3х элементов. Первый элемнт - строковое представление директории текущей директории, которую просматривает функция. Вторым элементом - список всех подпапок данной директории, а третьим - список всех файлов этой директории.
for current_dir, dirs, files in os.walk("."): #передаем в качестве аргумента текущую директорию #("." - означает именно ее) print(current_dir, dirs, files) #выведем, что получается 
Копирование файлов
Копировать файлы можно при помощи функции copy из модуля shutil
shutil.copy("input.txt", "output.txt") 
Копировать папки можно с помощью copytree из того же модуля:
shutil.copytree("test", "test/test2") #Скопирует папку test внутрь неё самой же в подпапку test2 
Многие другие функции для работы с файлами и папками вы сможете найти в модулях os и shutil. Теперь вы знаете, где искать нужный функционал 😉
Упражнение 3: Вам дана в архиве файловая структура, состоящая из директорий и файлов.
Вам необходимо распаковать этот архив (средствами языка python), и затем найти в данной в файловой структуре все директории, в которых есть хотя бы один файл с расширением “.py”.






Ответом на данную задачу будет являться файл со списком таких директорий, отсортированных в лексикографическом порядке.
Распространенные форматы текстовых данных
csv
csv является табличным форматом. В нем содержатся значения разделенные запятой (Comma-Separated Values). Например,
first name,last name,module1,module2,module3 Nikolay,Neznaev,0,20,10 Stepan,Sharyashiy,100,99.5,100 
Для работы с csv файлами можно воспользоваться библиотекой csv:
import csv with open("example.csv", "r") as file: reader = csv.reader(file) #На основе открытого файла получаем объект из библиотеки csv for row in reader: print(row) #Каждая строка - список значений 
В csv.reader параметром delimeter можно передать разделитель значений, таким образом разделяющим символом в файле csv может быть не только запятая.
Для изолирования некоторых значений можно пользоваться двойными кавычками. Библиотека csv учитывает различные мелочи, такие как строки с содержащимися в ней запятыми и переносами строки, различные разделители, поэтому ее использование целесообразнее splitа по разделителю.
Для записи значений в csv формате используется csv.writer:
import csv students = [ ["Greg", "Lebovskiy", 70, 80, 90, "Good job, Greg!"], ["Nick", "Shalopaev", 10, 50, 45, "Shalopaev, you should study better!"] ] with open("example.csv", "a") as file: writer = csv.writer(file) #На основе открытого файла получаем объект из библиотеки csv for student in students: writer.writerow(student) #Записываем строку #Вместо цикла выше мы могли сразу записать все через writer.writerows(students) 
JSON
JSON (JavaScript Object Notation) - простой формат обмена данными, удобный для чтения и написания как человеком, так и компьютером. Впервые он был придуман и использован в JavaScript для хранения структур и классов, но быстро обео свою популярность и вышел за пределы своего родителя.
JSON основан на двух структурах данных: * Коллекция пар ключ/значение. В разных языках, эта концепция реализована как объект, запись, структура, словарь, хэш, именованный список или ассоциативный массив. * Упорядоченный список значений. В большинстве языков это реализовано как массив, вектор, список или последовательность.






Это универсальные структуры данных. Почти все современные языки программирования поддерживают их в какой-либо форме. Логично предположить, что формат данных, независимый от языка программирования, должен быть основан на этих структурах.
Объекты в формате SJON хранятся как словари в Python, но с некоторыми деталями: во первых, ключом в json-объекте может быть только строка, значения True и False пишутся с маленькой буквы, значению None соответствует значение null, строки хранятся только внутри двойных кавычек.
Для удобной работы с json файлами в языке python можно использовать библиотеку json
import json student1 =  "full_name" : "Greg Martin", "scores" : [100, 85, 94], "certificate" : True, "comment": "Great job, Greg!" > student2 =  "full_name" : "John Price", "scores" : [0, 10, 0], "certificate" : False, "comment": "Guns aren't gonna help you here, captain!" > data = [student1, student2] print(json.dumps(data, indent=4, sort_keys=True)) #Делаем отступы в 4 пробела, сортируем ключи в алфавитном порядке 
Для получения строкового представления объекта в формате json можно использовать json.dumps(data, **parrams) с различными вспомогательными настройками (пробелы, сортировка и др.)
Для записи в файл можно воспользоваться json.dump(data, file_obj, **params):
with open("output.json", "w") as out: json.dump(data, out, indent=4, sort_keys=True) 
Для получения объекта python на основе его срокового представления можно воспользоваться функцией json.loads или json.load для считывания из файла:
json_str = json.dumps(data, indent=4, sort_keys=True) #получение строкового представления json data_again = json.loads(json_str) #получаем объект python print(sum(data_again[0]["scores"])) #убедимся в кореектном считывании: #посчитаем сумму баллов у первого студента with open("output.json") as file: data_from_file = json.load(file) #считаем объект из файла print(sum(data_from_file[0]["scores"])) #аналогично посчитаем сумму баллов 
При записи-считывнии объектов из формата json кортежи превращаются в списки # Исключения (материал ниже взят с сайта https://pythonworld.ru/tipy-dannyx-v-python/isklyucheniya-v-python-konstrukciya-try-except-dlya-obrabotki-isklyuchenij.html )
Исключения (exceptions) - ещё один тип данных в python. Исключения необходимы для того, чтобы сообщать программисту об ошибках.






Самый простейший пример исключения - деление на ноль:
100 / 0 Traceback (most recent call last): File "", line 1, in 100 / 0 ZeroDivisionError: division by zero 
Разберём это сообщение подробнее: интерпретатор нам сообщает о том, что он поймал исключение и напечатал информацию (Traceback (most recent call last)).
Далее имя файла (File ""). Имя пустое, потому что мы находимся в интерактивном режиме, строка в файле (line 1);
Выражение, в котором произошла ошибка (100 / 0).
Название исключения (ZeroDivisionError) и краткое описание исключения (division by zero).
Разумеется, возможны и другие исключения:
2 + '1' Traceback (most recent call last): File "", line 1, in 2 + '1' TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str' int('qwerty') Traceback (most recent call last): File "", line 1, in int('qwerty') ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'qwerty' 
В этих двух примерах генерируются исключения TypeError и ValueError соответственно. Подсказки дают нам полную информацию о том, где порождено исключение, и с чем оно связано.
Рассмотрим иерархию встроенных в python исключений, хотя иногда вам могут встретиться и другие, так как программисты могут создавать собственные исключения. Данный список актуален для python 3.3, в более ранних версиях есть незначительные изменения.







BaseException - базовое исключение, от которого берут начало все остальные.

SystemExit - исключение, порождаемое функцией sys.exit при выходе из программы.
KeyboardInterrupt - порождается при прерывании программы пользователем (обычно сочетанием клавиш Ctrl+C).
GeneratorExit - порождается при вызове метода close объекта generator.
Exception - а вот тут уже заканчиваются полностью системные исключения (которые лучше не трогать) и начинаются обыкновенные, с которыми можно работать.

StopIteration - порождается встроенной функцией next, если в итераторе больше нет элементов.
ArithmeticError - арифметическая ошибка.

FloatingPointError - порождается при неудачном выполнении операции с плавающей запятой. На практике встречается нечасто.
OverflowError - возникает, когда результат арифметической операции слишком велик для представления. Не появляется при обычной работе с целыми числами (так как python поддерживает длинные числа), но может возникать в некоторых других случаях.
ZeroDivisionError - деление на ноль.


IndexError - индекс не входит в диапазон элементов.
KeyError - несуществующий ключ (в словаре, множестве или другом объекте).


UnboundLocalError - сделана ссылка на локальную переменную в функции, но переменная не определена ранее.


BlockingIOError
ChildProcessError - неудача при операции с дочерним процессом.
ConnectionError - базовый класс для исключений, связанных с подключениями.

BrokenPipeError
ConnectionAbortedError
ConnectionRefusedError
ConnectionResetError


IndentationError - неправильные отступы.

TabError - смешивание в отступах табуляции и пробелов.


UnicodeEncodeError - исключение, связанное с кодированием unicode.
UnicodeDecodeError - исключение, связанное с декодированием unicode.
UnicodeTranslateError - исключение, связанное с переводом unicode.

Теперь, зная, когда и при каких обстоятельствах могут возникнуть исключения, мы можем их обрабатывать. Для обработки исключений используется конструкция try - except.
Первый пример применения этой конструкции:
try: k = 1 / 0 except ZeroDivisionError: k = 0 print(k) 
В блоке try мы выполняем инструкцию, которая может породить исключение, а в блоке except мы перехватываем их. При этом перехватываются как само исключение, так и его потомки. Например, перехватывая ArithmeticError, мы также перехватываем FloatingPointError, OverflowError и ZeroDivisionError.
try: k = 1 / 0 except ArithmeticError: k = 0 print(k) 
Также возможна инструкция except без аргументов, которая перехватывает вообще всё (и прерывание с клавиатуры, и системный выход и т. д.). Поэтому в такой форме инструкция except практически не используется, а используется except Exception. Однако чаще всего перехватывают исключения по одному, для упрощения отладки (вдруг вы ещё другую ошибку сделаете, а except её перехватит).
Ещё две инструкции, относящиеся к нашей проблеме, это finally и else. Finally выполняет блок инструкций в любом случае, было ли исключение, или нет (применима, когда нужно непременно что-то сделать, к примеру, закрыть файл). Инструкция else выполняется в том случае, если исключения не было.
f = open('1.txt') ints = [] try: for line in f: ints.append(int(line)) except ValueError: print('Это не число. Выходим.') except Exception: print('Это что ещё такое?') else: print('Всё хорошо.') finally: f.close() print('Я закрыл файл.') # Именно в таком порядке: try, группа except, затем else, и только потом finally. 
Чтобы в своей программе вызвать исключение надо воспользоваться командой raise.
Чтобы создать свое собственное исключение, надо унаследоваться от одного из уже существующих классов исключения:
class MyException(Exception): #создали свой класс. Ничего переопределять не обязательно pass raise MyException("My hovercraft is full of eels") #поднятие исключения 
Сайт построен с использованием Pelican. За основу оформления взята тема от Smashing Magazine. Исходные тексты программ, приведённые на этом сайте, распространяются под лицензией GPLv3, все остальные материалы сайта распространяются под лицензией CC-BY.






Как работать с файлами в Python

Программа на Python — это не только функционал, но и оптимальная система работы с файлами. Например, если вы пишете чат-бот, вам нужно загрузить в него готовые ответы в файле txt. Если вы сделали программу для обработки фото — здесь ваш код на Python должен быть готов обрабатывать файлы, которые загрузит в сервис пользователь. В этой статье разберемся, как работать с файлами на Python, какие для этого есть библиотеки и методы.

Освойте профессию 
«Python-разработчик»
Что такое файл
На любом компьютере и в любой операционной системе есть файлы — область данных со своим именем, хранящаяся на носителе. Их принято считать базовыми объектами, из которых складываются директории. В Python с помощью файлов можно сохранять результат работы программы или получать из них данные для обработки в коде.
Python-разработчик

Освойте Python, самый популярный язык программирования

3 690 ₽/мес 6 150 ₽/мес


открытие;
операции чтения из файла и записи в файл;
закрытие.

Разберемся со всеми действиями по порядку.






Открытие файла на чтение и запись в Python
На компьютере файл надо открыть перед тем, как вносить в него изменения. Такое же правила действует и для Python: нужно открыть файл на чтение и запись. Без этапа открытия нельзя читать содержимое или изменять его. Открыть файл можно с помощью функции open() :
open(file, mode='rt')
В функцию в качестве аргументов требуется передать путь файлу (file) и выбрать режим работы (mode). По умолчанию Python выбирает значение rt , но доступны и другие режимы:
Аргумент mode

Как работает

Чтение из файла

Открыть как текстовый файл

Запись в файл и создание файла, если его не существует

Запись в файл и вызовы исключения, если файла не существует

Открыть как двоичный файл

Запись в файл путем добавления новых значений в конец

Работа в режиме чтения и записи
Можно комбинировать режимы и использовать сразу несколько. К примеру, по умолчанию функция open() принимает аргумент rt . Это значит, что файл будет открыт в виде текстового документа для чтения. С помощью r+ и w+ можно открыть файл сразу для чтения и записи на Python. В первом случае несуществующие файлы будут создаваться, а во втором такое действие спровоцирует вызов исключения.
Если в Python надо открыть файл data.txt в виде текстового документа с правами для чтения, то для этого следует использовать следующий код:
f = open('data.txt')
При этом Python установит режим открытия файла по умолчанию. Если нужен другой режим, то следует передать в функцию аргументы mode:
f = open('data.txt', 'w+')
После окончания работы файлы надо закрывать — так же, как мы это делаем на компьютере. Для этого используется функция close() после кода взаимодействия с файлом:
f = open('data.txt', 'w+') # действия с файлом f.close()
Также файлы можно открывать с помощью менеджера контекста with . В этом случае файл автоматически закроется, когда работа с ним завершится:






with open('data.txt', 'w+') as f: # действия с файлом
При открытии файла можно дополнительно указать кодировку, если нужна специфическая или требуется больше контроля над работой кода:
with open('data.txt', 'w+', encoding='utf-8') as f: # действия с файлом
Кодировку можно указать третьим параметром и при обычном способе открытия:
f = open('data.txt', 'w+', encoding='utf-8') # действия с файлом f.close()
Чтение файла
Чтение из файла Python можно реализовать с помощью функции read(), если он открыт в режиме чтения r . Синтаксис функции выглядит следующим образом:
file.read(size)
В строке выше file обозначает объект, с которым работаем, а size — количество символов для чтения. Если ничего не указать в качестве аргумента функции read() , то получится прочитать сразу все содержимое документа.
Для примера: создадим в проекте file.txt и запишем в него строку «Привет, Python!». Теперь прочитаем первые шесть символов из файла:
with open('file.txt', 'r', encoding='utf-8') as f: data = f.read(6) print(data)
Если запустить код, то Python выведет в консоль фразу «Привет» — это и есть первые шесть символов строки «Привет, Python!» в file.txt:
>>> Привет
Теперь отредактируем код. В этом примере не будем передавать никакие аргументы в функцию read() :






with open('file.txt', 'r', encoding='utf-8') as f: data = f.read() print(data) >>> Привет, Python!
В этом случае система выводит сразу все содержимое файла.
Содержимое файла можно считывать построчно. Убедимся в этом, отредактировав file.txt. Добавим в него список продуктов:
Морковь Сметана Мука Яблоки
Теперь прочитаем этот список с помощью функции readline() :
with open('file.txt', 'r', encoding='utf-8') as f: print(f.readline()) >>> Морковь
Python прочитал первую строку списка продуктов. Если вызвать функцию readline() несколько раз, то получится прочитать последующие строки файла:
with open('file.txt', 'r', encoding='utf-8') as f: print(f.readline()) print(f.readline()) print(f.readline()) print(f.readline()) >>> Морковь >>> Сметана >>> Мука >>> Яблоки
Более удобно последовательное чтение с помощью readline() можно реализовать в цикле:
with open('file.txt', 'r', encoding='utf-8') as f: for line in f: print(line) >>> Морковь >>> Сметана >>> Мука >>> Яблоки
Все строки файла можно прочитать с помощью метода readlines() , возвращающего содержимое в виде списка вместе со специальными символами:
with open('file.txt', 'r', encoding='utf-8') as f: data = f.readlines() print(data) >>> ['Морковь\n', 'Сметана\n', 'Мука\n', 'Яблоки']
Такое чтение можно реализовать и без метода readlines() , воспользовавшись конструктором списков list() :
with open('file.txt', 'r', encoding='utf-8') as f: data = list(f) print(data) >>> ['Морковь\n', 'Сметана\n', 'Мука\n', 'Яблоки']
При чтении всего файла в Python стоит помнить, что он может быть слишком большим. Если разместить его полностью в оперативной памяти компьютера не получается, следует считывать его частями.
Запись в файл на Python
Для записи файла в Python используется функция write() . В качестве аргумента ей следует передать строку, содержимое которой будет записано:
file.write(string)
Удалим все содержимое file.txt и запишем в него строку «Привет, Python!»:
with open('file.txt', 'a', encoding='utf-8') as f: data = 'Привет, Python!' f.write(data)
Обратите внимание, что в этом примере мы открыли файл в режиме a, что позволяет записывать новые строки в конец. Выполняем код, открываем файл — теперь в нем содержится строка «Привет, Python!».
В файл можно записать сразу список строк. Для этого применяется метод writelines() , которому в качестве аргумента надо передать сам список. В качестве примера создадим переменную со списком продуктов и запишем ее в file.txt:
with open('file.txt', 'a', encoding='utf-8') as f: grocery = ['Морковь', 'Яблоки', 'Мука', 'Молоко'] f.writelines(grocery)
Если выполнить код и проверить file.txt, то мы увидим единую строку без пробелов. Все дело в том, что метод writelines() не добавляет разделители строк автоматически. Нужно сделать это вручную, прописав \n каждому элементу списка:
with open('file.txt', 'a', encoding='utf-8') as f: grocery = ['Морковь\n', 'Яблоки\n', 'Мука\n', 'Молоко\n'] f.writelines(grocery)
Теперь при выполнении кода каждый элемент списка будет записываться на новую строку.

Станьте разработчиком на Python и решайте самые разные задачи: от написания кода до автоматизации процессов
Управление указателем
В Python есть возможность явно задать позицию указателя в файле — для этого используется метод seek(). Узнать текущую позицию можно с помощью метода tell() .
Рассмотрим принципы работы с методами на примере. Откроем file.txt в режиме доступа r+ и запишем в него строку «0123456789ABCDEF»:
with open('file.txt', 'r+', encoding='utf-8') as f: f.write('0123456789ABCDEF')
Теперь прочитаем седьмой символ в строке. Для этого воспользуемся методом seek() для перемещения указателя. В качестве аргумента надо передать функции аргумент смещения в байтах. Вспомним, что нумерация строк начинается с нуля, а нам надо прочитать седьмой символ строки. Значит, укажем смещение в шесть байтов:
with open('file.txt', 'r+', encoding='utf-8') as f: f.write('123456789ABCDEF') f.seek(5) data = f.read(1) print(data) >>> 6
Можно осуществить смещение с конца, тогда в качестве второго элемента надо передать отправную точку для формирования смещения. Всего доступны три начальные позиции:

0 — от начала файла;
1 — от текущей позиции;
2 — от конца файла.

Теперь прочитаем четвертый символ с конца строки:
with open('file.txt', 'r+b') as f: f.seek(-4, 2) data = f.read(1) print(data) >>> b'C'
Узнать байт позиции указателя можно с помощью метода tell() :
with open('file.txt', 'r+', encoding='utf-8') as f: f.write('123456789ABCDEF') f.read(5) print(f.tell())
Работа с файловой системой
В Python можно работать не только с конкретным файлом, но и со всей системой. Перемещаться между каталогами, создавать новые файлы и переименовывать существующие.
Для работы с файловой системой на Python используют встроенная библиотека OS. Ее необходимо отдельно импортировать в код проекта, чтобы получить доступа к ее методам:
import os
Теперь узнаем с помощью Python текущий каталог. Делаем это с помощью метода getcwd() . В выводе метода получим путь к папке, в которой сейчас находимся:
import os print(os.getcwd()) >>> /Users/daniilshat/PycharmProjects/pythonProject
С помощью метода listdir() можно получить список с содержимым каталога. В качестве аргумента можно передать путь к директории; если этого не сделать, то система покажет содержимое текущего каталога:
import os # содержимое текущего каталога print(os.listdir()) # содержимое директории PycharmProjects print(os.listdir('/Users/daniilshat/PycharmProjects')) >>> ['file.txt', 'main.py', '.idea'] >>> ['.DS_Store', 'pythonProject', 'bot', 'love-couples']
Для создания новых директорий файлов в Python используют метод mkdir() . В качестве аргумента ему надо передать полный путь, включая название новой директории. Для примера создадим директорию Example в PycharmProjects:
import os # содержимое директории PycharmProjects до создания print(os.listdir('/Users/daniilshat/PycharmProjects')) os.mkdir('/Users/daniilshat/PycharmProjects/Example') # содержимое директории PycharmProjects после создания print(os.listdir('/Users/daniilshat/PycharmProjects')) >>> ['.DS_Store', 'pythonProject', 'bot', 'love-couples'] >>> ['.DS_Store', 'pythonProject', 'Example', 'bot', 'love-couples']
С помощью Python можно переименовывать файлы и директории. Для этого используется метода rename() , которому необходимо передать в качестве аргументов путь к старому и новым файлам. Переименуем директорию Example в New Example:
import os dir = '/Users/daniilshat/PycharmProjects' old_file = os.path.join(dir, 'Example') new_file = os.path.join(dir, 'New Example') # содержимое директории PycharmProjects до переименования print(os.listdir(dir)) os.rename(old_file, new_file) # содержимое директории PycharmProjects после переименования создания print(os.listdir(dir)) >>> ['.DS_Store', 'pythonProject', 'Example', 'bot', 'love-couples'] >>> ['.DS_Store', 'pythonProject', 'bot', 'New Example', 'love-couples']
Для удаления пустых директорий файлов в Python можно использовать метод rmdir() , а для удаления директории со всем содержимым — shutil.rmtree() . В качестве аргумента требуется передать путь к директории. Для примера удалим директорию New Example, которую недавно создали:
import os # содержимое директории PycharmProjects до удаления print(os.listdir('/Users/daniilshat/PycharmProjects')) os.rmdir('/Users/daniilshat/PycharmProjects/New Example') # содержимое директории PycharmProjects после удаления print(os.listdir('/Users/daniilshat/PycharmProjects')) >>> ['.DS_Store', 'pythonProject', 'bot', 'New Example', 'love-couples'] >>> ['.DS_Store', 'pythonProject', 'bot', 'love-couples']
Итог
В Python можно работать с файлами и получать доступ к файловой системе для изменения каталогов и директорий. Все это можно делать с помощью кода. В Python для этого предусмотрены следующие методы.



Метод
Что делает


os.getcwd()
Узнать текущий каталог


os.listdir(path)
Узнать список содержимого каталога


os.mkdir(path)
Создать директорию


os.rename(old_file, new_file)
Переименовать файл или директорию


os.rmdir(path)
Удалить пустую директорию


shutil.rmtree(path)
Удалить директорию со всем содержимым


file.read(size)
Прочитать определенное количество символов из файла


file.readline()
Прочитать строку из файла


file.readlines()
Прочитать все строки из файла


file.write(string)
Записать строку в файл


file.writelines(list)
Записать список строк в файл


file.seek(int)
Переместить указатель


file.tell()
Узнать текущее положение указателя



Python-разработчик
Освойте Python с нуля. Подготовим к трудоустройству: дадим много практики, реальные проекты для портфолио, поможем с резюме. Лучшие студенты пройдут стажировки в проектах компаний-партнеров.


Похожие публикации:

Full vision что это
Как пользоваться commview for wifi
Сервер webdav keenetic что это
Что позволяет указать тег title