Работа с файлами в Python

Открытие файла

файловая_переменная = open(имя_файла, режим, кодировка)

Файловая переменная — имя переменной, которая ссылается на файловый объект
Имя файла — строковый литерал, задающий имя файла
Режим — строковый литерал, задающий режим доступа (чтение, запись и т.д.), в котором файл будет открыт
Кодировка — тип кодировки (например, UTF-8 при работе с текстовыми файлами)

Режимы

r: чтение
- Поток будет открыт в режиме чтения
- Файл, связанный с потоком должен существовать и быть доступным для чтения, в противном случае, функция open() вызывает исключение
w: запись
- Поток будет открыт в режиме записи
- Файл, связанный с потоком, не обязан существовать. Если его не существует, он будет создан. Если существует, он будет обрезан до нулевой длины (стерт). Если создание невозможно (например, из-за системных разрешений) функция open() вызывает исключение.
a: дозапись
- Поток будет открыт в режиме дозаписи
- Файл, связанный с потоком, не обязан существовать. Если его не существует, он будет создан. Если существует, виртуальная записывающая головка будет установлена в конец файла (предыдущее содержимое файла останется без изменений)
r+: чтение и обновление
- Поток будет открыт в режиме чтения и обновления
- Файл, связанный с потоком, должен существовать и быть доступным для записи, в противном случае функция open() вызывает исключение
- Операции чтения и записи разрешены для потока
w+: запись и обновление
- Поток будет открыт в режиме записи и обновления
- Файл, связанный с потоком, не обязан существовать. Если его не существует, он будет создан. Предыдущее содержимое файла остается нетронутым
- Операции чтения и записи разрешены для потока

Есть два типа режимов: текстовый и бинарный

Текстовый режим — для работы с текстом. Бинарный — для работы с другими типами данных.

По умолчанию файлы открываются в текстовом режиме. При работе с текстом указывать спецификатор t не нужно

# открываем файл для чтения
test_file = open('test.txt', 'r') 
# убедитесь, что файл существует
# переменная test_file будет ссылаться на файловый объект, который можно использовать для чтения
# открываем файл для записи
test_file = open('test.txt', 'w') 
# если файл существует, его содержимое будет удалено
# переменная test_file будет ссылаться на файловый объект, который можно использовать для записи
test_file = open(r'C:\Users\temp\test.txt', 'w')
# префикс r указывает на raw-строку, которую не следует форматировать
# без него интерпретатор предположит, что символы обратной косой черты являются частью экранированных последовательностей, и произойдёт ошибка

Запись данных в файл

После открытия файла для выполнения операций с файлом используются методы файлового объекта

файловая_переменная.write(строковое_значение)

Файловая переменная — это переменная, которая ссылается на файловый объект
Строковое значение — символьная последовательность, которая будет записана в файл
Файл должен быть открыт для записи, либо произойдёт ошибка

test_file.write("Hello, world!")
# ниже вариант с переменной
name = "Petrov Ivan"
test_file.write(name)

Закрытие файла

После работы с файлом нужно применить метод файлового объекта close()

Это действие разрывает связь программы с файлом

test_file.close()

Практика:

Напишите программу, которая записывает в файл три строковых значения — название страны и её столицу, например: "Россия: Москва"

Порядок действия следующий: файл должен открыться на запись, далее происходит запись трёх переменных, потом файл закрывается

Напишите функцию, которая принимает на вход словарь и строковое значение — название файла (итого два аргумента). В функции должна произойти запись в виде "ключ: значение" элементов словаря. Название файла, который нужно создать — второй аргумент функции.

# пример данных, поступающих на вход
test_dict = {'Russia': 'Moscow'}
file_name = 'hello.txt'
# пример вызова функции
write_dict(test_dict, file_name)
# в результате создаётся файл с именем 'hello.txt' и содержимым 'Russia: Moscow'

Чтение данных из файла

Если файл был открыт для чтения, то для чтений всего его содержимого в оперативную память применяют метод файлового объекта read()

При вызове метода read() он возвращает содержимое файла в качестве строкового значения

def main():
    # открыть файл с именем test.txt
    infile = open('test.txt', 'r')
    # прочитать содержимое файла
    file_contents = infile.read()
    # закрыть файл
    infile.close()
    # напечатать данные, считанные в оперативную память
    print(file_contents)

main()

Практика:

Создайте файл, сохраните в нём рецепт любого блюда
Прочитайте содержимое и напечатайте на экран

При вызове метода read() содержимое файла считывается полностью. Но часто программам требуется читать и обрабатывать хранящиеся в файле значения поочередно.

Для этого применяется метод readline(). Строка файла представляет собой символьную последовательность, завершающуюся символом \n. Этот метод возвращает строку файла как символьную последовательность, включая \n

def main():
    # открыть файл с именем test.txt
    infile = open('test.txt', 'r')
    # прочитать содержимое файла
    line1 = infile.readline()
    line2 = infile.readline()
    line3 = infile.readline()
    # закрыть файл
    infile.close()
    # напечатать данные, считанные в оперативную память
    print(line1)
    print(line2)
    print(line3)
    

main()

Как Python понимает, что нужно считывать следующую строку? Когда файл открыт для чтения, для этого файла внутренне поддерживается специальное значение, которое называется позицией считывания. Она отмечает положение следующего значения, которое будет прочитано из файла.

Первоначально позиция считывания находится в начале файла.
После каждого вызова метода readline() она смещается на позицию после символа \n в файле

Конкатенация символа новой строки со строковым значением

def main():
    # получаем три имени
    print("Введите имена трех друзей: ")
    name1 = input('Друг №1: ')
    name2 = input('Друг №2: ')
    name3 = input('Друг №3: ')
    
    # открыть файл с именем friends.txt
    myfile = open('friends.txt', 'w')
    
    # записать имена в файл
    myfile.write(name1 + '\n')
    myfile.write(name2 + '\n')
    myfile.write(name3 + '\n')
    
    # закрыть файл
    myfile.close()
    print('Имена были записаны в friends.txt')
    
    
main()

Дозапись данных в существующий файл

Когда для открытия файла вывода используется режим 'w' и файл с указанным именем уже на диске существует, имеющийся файл будет удален, и будет создан новый пустой файл с тем же именем

Иногда есть необходимость оставить существующий файл и добавить в его текущее содержимое новые данные. В этом случае новые данные дописываются в конец данных, которые уже имеются в файле.

В Python режим 'a' используется для открытия файла вывода в режиме дозаписи, то есть:

Если файл уже существует, он не будет стерт, если файл отсутствует, он будет создан
Когда данные пишутся в файл, они будут дописываться в конец текущего содержимого файла

Практика:

Создайте файл с текстом
В режими дозаписи добавьте в него данные
Проверьте, как изменилось содержимое файла

Работа с числами

Числа из файлов всегда читаются в формате str

При записи в файл число нужно преобразовать в строку

Для этого используйте преобразование типов — функцию str():

# пример работы с числами
a = 5
b = 11
s = a + b
# преобразование числа при помощи функции str()
out = str(s) # '16'
# out - это строка, её можно записывать в файл

Обратное преобразование — при помощи функции int():

infile = open('numbers.txt', 'r')
value = int(infile.readline())
infile.close()

Интерактив:

Какие три шага программа должна сделать, когда она использует файл?
Что присходит с уже существующим файлом при попытке открыть его как файл вывода (в режиме 'w')?
Какова задача открытия файла? Какова задача закрытия файла?
Что такое позиция считывания файла? Где она находится первоначально при открытии файла ввода?

Применение циклов для обработки файлов

Файлы обычно содержат большие объёмы данных, и в программах, как правило, применяется цикл, в котором обрабатываются данные, хранящиеся в файле

# программа позволяет пользователю ввести суммы продаж
# и записывает эти суммы в файл sales.txt

def main():
    # получить количество дней
    num_days = int(input("Продажи за какое количество дней " +
                        "вы хотите внести? "))
    # открыть новый файл
    sales_file = open("sales.txt", 'w')
    # получить суммы продаж за каждый день
    # и записать их в файл
    for count in range(1, num_days + 1):
       # получить продажи за день
       sales = float(input(f'Введите продажи за день № {count}: '))
       # записать сумму продаж в файл
       sales_file.write(f'{sales}\n')
    # закрыть файл
    sales_file.close()
    print('Данные записаны в sales.txt')

Мы знакомы с методом readline() для чтения файлов построчно

Если мы не знаем размер файла, мы можем воспользоваться циклом для определения конца файла. Метод readline() возвращает пустую строку, когда достигает конца файла.

# программа читает все значения из файла sales.txt

def main():
    # открыть файл sales.txt для чтения
    sales_file = open("sales.txt", 'r')
    # прочитать первую строку из файла, но пока не конвертировать в число
    # сначала нужно выполнить проверку на пустое строковое значение
    line = sales_file.readline()
    # продолжать обработку до тех пор, пока из readline
    # не будет возвращена пустая строка
    while line != '':
        # конвертировать строку в число с плавающей точкой
        amount = float(line)
        # отформатировать и показать сумму
        print(f'{amount:.2f}')
        # прочитать следующую строку
        line = sales_file.readline()
    # закрыть файл
    sales_file.close()

Python позволяет итерироваться по файловому объекту. Так нам не нужно думать о том, когда будет достигнут конец файла — цикл закончится сам

# программа читает все значения из файла sales.txt

def main():
    # открыть файл sales.txt для чтения
    sales_file = open("sales.txt", 'r')
    # прочитать все строки из файла
    for line in sales_file:
        # конвертировать строку в число с плавающей точкой
        amount = float(line)
        # отформатировать и показать сумму
        print(f'{amount:.2f}')
    # закрыть файл
    sales_file.close()

Вы можете использовать чтение из файлов во всех ранее изученных конструкциях

Менеджеры контекста

PreviousВведение NextВведение в Git

Last updated 9 months ago