Статья расскажет о работе с файлами в Python: о вводе и выводе, открытии, чтении, записи, закрытии и выполнении других не менее важных операций.
Файл представляет собой набор данных, сохраненных на компьютере, причем каждый файл имеет название — filename (имя файла, name of file).
В языке программирования Python выделяют 2 вида файлов:
— текстовые;
— бинарные.
Поговорим о каждом из типов подробнее.
Текстовые файлы. Формат .txt
Содержимое таких файлов вполне понятно человеку. То есть речь идет об обычных общепринятых символах, тексте, цифрах и т. п. Такие документы можно без проблем создавать, открывать, читать и редактировать Блокнотом и прочими простейшими редакторами.
Также важно отметить, что текст хранят не только в форме .txt, но и в формате.rtf (так называемом «формате обогащенного текста»).
Бинарные файлы. Формат .bin
В бинарных файлах отображение данных осуществляется в кодированной форме (применяются лишь нули и единицы). То есть речь идет уже о последовательности битов. Как следует из подзаголовка, для хранения используется формат .bin.
Основные операции
По сути, практически любую операцию с файлом мы можем разделить на 3 главных этапа:
- Открытие.
- Непосредственно выполнение операции (чтение, запись).
- Закрытие.
Открытие. Метод open
В «Питоне» существует встроенная функция open. Используя ее, вы сможете открыть файл на персональном компьютере. Технически, речь идет о создании на основе файла объекта.
Синтаксис относительно прост:
f = open(file_name, access_mode)
Что здесь что:
- file_name — это имя файла, который надо открыть;
- access_mode — это режим открытия файла. Это может быть чтение, запись и так далее. Если ничего не указать, будут справедливы настройки по умолчанию, те есть станет использоваться режим чтения (r).
Полный список режимов открытия смотрите в таблице ниже:
В качестве примера давайте выполним создание текстового файла test.txt с последующим сохранением его в рабочей директории.
Открыть созданный документ можно в режиме чтения из рабочей директории:
f = open('test.txt','r')
Здесь f представляет собой переменную-указатель на файл test.txt.
Идем далее. Код ниже выведет содержимое файла и информацию об этом файле.
>>> print(*f) # вывод содержимого
Hello, Otus!
>>> print(f) # вывод объекта
<_io.TextIOWrapper name='test.txt' mode='r' encoding='cp1252'>
Учтите, что в операционной системе «Виндовс» стандартная кодировка — это cp1252, в то время как в Linux — utf-08.
Закрытие. Метод close
Раз открыли, надо и закрыть — это высвободит ресурсы. Язык программирования Python автоматически закроет файл в том случае, если объект будет присвоен другому файлу.
Для закрытия есть несколько вариантов действий.
Вариант №1
Один из наиболее простых способов. Открытый файл закрываем с помощью метода close.
f = open('test.txt','r')
# работаем с файлом
f.close()
Все, документ закрыт (closed). Закрыв его таким образом, вы не сможете его использовать, пока не откроете по новой.
Вариант №2
Можно прописать try/finally. В результате файл закроется автоматически, если операции с ним приведут к исключениям. Закрытие произойдет до того, как остановится программа.
Синтаксис создания исключения следующий:
f = open('test.txt','r')
try:
# работаем с файлом
finally:
f.close()
Важно отметить, что файл следует открыть до срабатывания инструкции try.
Вариант №3
В третьем случае пригодится инструкция with, упрощающая обработку исключений посредством инкапсуляции начальных операций, а также задач по очистке и закрытию.
Тут уже инструкция close нужна не будет, так как with закроет файл автоматически.
Реализация в коде относительно проста:
with open('test.txt') as f:
# работаем с документом
Чтение и запись в файл
Используя соответствующие режимы, можно выполнять чтение информации и ее сохранение (save) в буфер памяти.
Функция read
Применяется для чтения содержимого после открытия документа в режиме чтения (r).
Вот, как это выглядит:
file.read(size)
Что здесь что:
- file — это объект файла;
- size — это число символов, которые необходимо прочесть. Если конкретное число не указывать, документ будет прочитан полностью.
>>> f = open('test.txt','r')
>>> f.read(7) # читаем семь символов из test.txt
Функция readline
Это функция обеспечивает построчное чтение (считывание) содержимого. Ее используют для работы с большими файлами, так как она позволяет получать доступ к конкретной строке, причем любой.
Для примера создадим test.txt со следующими строками:
This is Otus for developers 1.
This is Otus for developers 2.
This is Otus for developers 3.
И воспользуемся readline:
x = open('test.txt','r')
x.readline() # читаем первую строку
This is Otus for developers 1.
>>> x.readline(2) # читаем 2-ю строку
This is Otus for developers 2.
>>> x.readlines() # читаем все строки сразу
['This is Otus for developers 1.','This is Otus for developers 2.','This is Otus for developers 3.']
Функция write
Чтобы выполнить сохранение, нужно использовать функцию write. Сохранение в буфер памяти возможно только в те документы, которые открыты для записи (их можно сохранять, когда они находятся в соответствующем режиме).
Синтаксис несложен:
file.write(string)
Если вы попытаетесь открыть в данном режиме файл, несуществующий в буфере, будет создан новый. Представим, что файла supertest.txt у нас нет. Однако при попытке его открыть в режиме чтения, он появится:
f = open('supertest.txt','w') # открываем в режиме записи
f.write('Hello \n Otus') # пишем Hello Otus в документ
Hello
Otus
f.close() # закрываем документ
Переименование. Функция rename
Может возникнуть необходимость в переименовании имен файлов (filenames). Вопрос можно решить посредством функции rename. Но чтобы это сделать, сначала надо импортировать модуль os.
Синтаксис:
import os
os.rename(src,dest)
Что здесь что:
- src — это файловый документ, которому надо изменить name;
- dest — это новое имя.
Вот, как это выглядит в коде:
import os
# переименовываем otus1.txt в otus2.txt
>>> os.rename("otus1.txt","otus2.txt")
Основные методы
В таблице ниже вы увидите основные методы, которые используются при работе с файлами (files) в «Пайтон»:
