Открытие и закрытие файлов — Python: Основы текстового ввода-вывода
В Python файл открывается с помощью функции open , которой нужно передать путь до файла и режим. С путём всё понятно. А режим нужен для того, чтобы указать то, как мы хотим использовать файл: будем ли мы записывать или читать, будем работать с текстом или же с бинарными данными, хотим ли мы очистить файл перед записью в него. Пока мы будем работать с файлами в самых простых режимах: чтение и запись текста.
Чтобы что-то прочитать из файла, надо бы его создать и что-то в него записать. С этого и начнём. Откроем файл на запись:
f = open('foo.txt', 'w') f # Переменная f теперь ссылается на некий файловый объект. Пусть вас не пугает имя типа, пока вы можете обращать внимание только на параметры — name , mode и encoding . Имя и режим те, что мы указали при вызове open , а кодировка encoding выбрана умолчательная — UTF-8 (практически всегда именно она вам и будет нужна).
Итак, файл мы открыли. Закрывается он так:
… f.close() f.closed # True closed здесь — атрибут объекта f . Атрибуты — это такие переменные внутри связанного объекта.
Автоматическое закрытие файла
Вы уже знаете, что Python — язык с автоматическим управлением памятью. Зная это, можно догадаться, что среда исполнения закрывает файл, когда удаляется последняя ссылка на файловый объект. Легко и просто!
Открыть доступ
Курсы программирования для новичков и опытных разработчиков. Начните обучение бесплатно
- 130 курсов, 2000+ часов теории
- 1000 практических заданий в браузере
- 360 000 студентов
Наши выпускники работают в компаниях:
Функция open. Чтение и запись текстовых файлов в Python
Большие объемы данных хранят не в списках или словарях, а в файлах и базах данных. В этом уроке изучим особенности работы с текстовыми файлами в Python. Такие файлы рассматриваются как содержащие символы и строки.
Бывают еще байтовые (бинарные) файлы, которые рассматриваются как потоки байтов. Побайтово считываются, например, файлы изображений. Работа с бинарными файлами несколько сложнее. Нередко их обрабатывают с помощью специальных модулей Python (pickle, struct).
Функция open
Связь с файлом на жестком диске выполняется с помощью встроенной в Python функции open() . Обычно ей передают один или два аргумента. Первый – имя файла или имя с адресом, если файл находится не в том каталоге, где находится сама программа. Второй аргумент – режим, в котором открывается файл.
Обычно используются режимы чтения ( ‘r’ ) и записи ( ‘w’ ). Если файл открыт в режиме чтения, то запись в него невозможна. Можно только считывать данные. Если файл открыт в режиме записи, то в него можно только записывать данные, считывать нельзя.
Если файл открывается в режиме ‘w’ , то все данные, которые в нем были до этого, стираются. Файл становится пустым. Если не надо удалять существующие в файле данные, тогда следует использовать вместо режима записи, режим дозаписи ( ‘a’ ).
Если файл отсутствует, то открытие его в режиме ‘w’ создаст новый файл. Бывают ситуации, когда надо гарантировано создать новый файл, избежав случайной перезаписи данных существующего. В этом случае вместо режима ‘w’ используется режим ‘x’ . В нем всегда создается новый файл для записи. Если указано имя существующего файла, то будет выброшено исключение. Потери данных в уже имеющемся файле не произойдет.
Если при вызове open() второй аргумент не указан, то файл открывается в режиме чтения как текстовый файл. Чтобы открыть файл как байтовый, дополнительно к букве режима чтения/записи добавляется символ ‘b’ . Буква ‘t’ обозначает текстовый файл. Поскольку это тип файла по умолчанию, то обычно ее не указывают.
Нельзя указывать только тип файла, то есть open(«имя_файла», ‘b’) есть ошибка, даже если файл открывается на чтение. Правильно – open(«имя_файла», ‘rb’) . Только текстовые файлы мы можем открыть командой open(«имя_файла») , потому что и ‘r’ и ‘t’ подразумеваются по-умолчанию.
Функция open() возвращает объект файлового типа. Его надо либо сразу связать с переменной, чтобы не потерять, либо сразу прочитать.
Чтение файла
С помощью файлового метода read() можно прочитать файл целиком или только определенное количество байт. Пусть у нас имеется файл data.txt с таким содержимым:
one - 1 - I two - 2 - II three - 3 - III four - 4 - IV five - 5 - V
Откроем его и почитаем:
>>> f1 = open(‘data.txt’) >>> f1.read(10) ‘one — 1 — ‘ >>> f1.read() ‘I\ntwo — 2 — II\nthree — 3 — III\nfour — 4 — IV\nfive — 5 — V\n’ >>> f1.read() » >>> type(f1.read())
Сначала считываются первые десять символов. Последующий вызов read() считывает весь оставшийся текст. После этого объект файлового типа f1 становится пустым.
Заметим, что метод read() возвращает строку, и что конец строки считывается как ‘\n’ .
Для того, чтобы читать файл построчно существует метод readline() :
>>> f1 = open('data.txt') >>> f1.readline() 'one - 1 - I\n' >>> f1.readline() 'two - 2 - II\n' >>> f1.readline() 'three - 3 — III\n'
Метод readlines() считывает сразу все строки и создает список:
>>> f1 = open('data.txt') >>> f1.readlines() ['one - 1 - I\n', 'two - 2 - II\n', 'three - 3 - III\n', 'four - 4 - IV\n', 'five - 5 - V\n']
Объект файлового типа относится к итераторам. Из таких объектов происходит последовательное извлечение элементов. Элементами в данном случае являются строки-линии файла. Поэтому считывать данные из файла можно сразу в цикле без использования методов чтения:
>>> for i in open('data.txt'): . print(i) . one - 1 - I two - 2 - II three - 3 - III four - 4 - IV five - 5 - V >>>
Здесь выводятся лишние пустые строки, потому что функция print() преобразует ‘\n’ в переход на новую строку. К этому добавляет свой переход на новую строку. Создадим список строк файла без ‘\n’ :
>>> nums = [] >>> for i in open('data.txt'): . nums.append(i[:-1]) . >>> nums ['one - 1 - I', 'two - 2 - II', 'three - 3 - III', 'four - 4 - IV', 'five - 5 - V']
Переменной i присваивается очередная строка файла. Мы берем ее срез от начала до последнего символа, не включая его. Следует иметь в виду, что ‘\n’ это один символ, а не два.
Запись в файл
Запись в файл выполняется с помощью методов write() и writelines() . Во второй можно передать структуру данных:
>>> l = ['tree', 'four'] >>> f2 = open('newdata.txt', 'w') >>> f2.write('one') 3 >>> f2.write(' two') 4 >>> f2.writelines(l)
Метод write() возвращает количество записанных символов.
Закрытие файла
После того как работа с файлом закончена, важно не забывать его закрыть, чтобы освободить место в памяти. Делается это с помощью файлового метода close() . Свойство файлового объекта closed позволяет проверить закрыт ли файл.
>>> f1.close() >>> f1.closed True >>> f2.closed False
Если файл открывается в заголовке цикла ( for i in open(‘fname’) ), то видимо интерпретатор его закрывает при завершении работы цикла или через какое-то время.
Практическая работа
- Создайте файл data.txt по образцу урока. Напишите программу, которая открывает этот файл на чтение, построчно считывает из него данные и записывает строки в другой файл ( dataRu.txt ), заменяя английские числительные русскими, которые содержатся в списке ( [«один», «два», «три», «четыре», «пять»] ), определенном до открытия файлов.
- Создайте файл nums.txt , содержащий несколько чисел, записанных через пробел. Напишите программу, которая подсчитывает и выводит на экран общую сумму чисел, хранящихся в этом файле.
Примеры решения и дополнительные уроки в pdf-версии курса
X Скрыть Наверх
Python. Введение в программирование
Файлы в python, ввод-вывод
Эта статья посвящена работе с файлами (вводу/выводу) в Python: открытие, чтение, запись, закрытие и другие операции.
Файлы Python
Файл — это всего лишь набор данных, сохраненный в виде последовательности битов на компьютере. Информация хранится в куче данных (структура данных) и имеет название «имя файла» (filename).
В Python существует два типа файлов:
Текстовые файлы
Это файлы с человекочитаемым содержимым. В них хранятся последовательности символов, которые понимает человек. Блокнот и другие стандартные редакторы умеют читать и редактировать этот тип файлов.
Текст может храниться в двух форматах: ( .txt ) — простой текст и ( .rtf ) — «формат обогащенного текста».
Бинарные файлы
В бинарных файлах данные отображаются в закодированной форме (с использованием только нулей (0) и единиц (1) вместо простых символов). В большинстве случаев это просто последовательности битов.
Они хранятся в формате .bin .
Любую операцию с файлом можно разбить на три крупных этапа:
- Открытие файла
- Выполнение операции (запись, чтение)
- Закрытие файла
Открытие файла
Метод open()
В Python есть встроенная функция open() . С ее помощью можно открыть любой файл на компьютере. Технически Python создает на его основе объект.
f = open(file_name, access_mode) - file_name = имя открываемого файла
- access_mode = режим открытия файла. Он может быть: для чтения, записи и т. д. По умолчанию используется режим чтения ( r ), если другое не указано. Далее полный список режимов открытия файла
| Режим | Описание |
|---|---|
| r | Только для чтения. |
| w | Только для записи. Создаст новый файл, если не найдет с указанным именем. |
| rb | Только для чтения (бинарный). |
| wb | Только для записи (бинарный). Создаст новый файл, если не найдет с указанным именем. |
| r+ | Для чтения и записи. |
| rb+ | Для чтения и записи (бинарный). |
| w+ | Для чтения и записи. Создаст новый файл для записи, если не найдет с указанным именем. |
| wb+ | Для чтения и записи (бинарный). Создаст новый файл для записи, если не найдет с указанным именем. |
| a | Откроет для добавления нового содержимого. Создаст новый файл для записи, если не найдет с указанным именем. |
| a+ | Откроет для добавления нового содержимого. Создаст новый файл для чтения записи, если не найдет с указанным именем. |
| ab | Откроет для добавления нового содержимого (бинарный). Создаст новый файл для записи, если не найдет с указанным именем. |
| ab+ | Откроет для добавления нового содержимого (бинарный). Создаст новый файл для чтения записи, если не найдет с указанным именем. |
Пример
Создадим текстовый файл example.txt и сохраним его в рабочей директории.
Следующий код используется для его открытия.
f = open('example.txt','r') # открыть файл из рабочей директории в режиме чтения fp = open('C:/xyz.txt','r') # открыть файл из любого каталога В этом примере f — переменная-указатель на файл example.txt .
Следующий код используется для вывода содержимого файла и информации о нем.
>>> print(*f) # выводим содержимое файла This is a text file. >>> print(f) # выводим объект _io.TextIOWrapper name='example.txt' mode='r' encoding='cp1252'> Стоит обратить внимание, что в Windows стандартной кодировкой является cp1252 , а в Linux — utf-08 .
Закрытие файла
Метод close()
После открытия файла в Python его нужно закрыть. Таким образом освобождаются ресурсы и убирается мусор. Python автоматически закрывает файл, когда объект присваивается другому файлу.
Существуют следующие способы:
Способ №1
Проще всего после открытия файла закрыть его, используя метод close() .
f = open('example.txt','r') # работа с файлом f.close() После закрытия этот файл нельзя будет использовать до тех пор, пока заново его не открыть.
Способ №2
Также можно написать try/finally , которое гарантирует, что если после открытия файла операции с ним приводят к исключениям, он закроется автоматически.
Без него программа завершается некорректно.
Вот как сделать это исключение:
f = open('example.txt','r') try: # работа с файлом finally: f.close() Файл нужно открыть до инструкции try , потому что если инструкция open сама по себе вызовет ошибку, то файл не будет открываться для последующего закрытия.
Этот метод гарантирует, что если операции над файлом вызовут исключения, то он закроется до того как программа остановится.
Способ №3
Инструкция with
Еще один подход — использовать инструкцию with , которая упрощает обработку исключений с помощью инкапсуляции начальных операций, а также задач по закрытию и очистке.
В таком случае инструкция close не нужна, потому что with автоматически закроет файл.
Вот как это реализовать в коде.
with open('example.txt') as f: # работа с файлом Чтение и запись файлов в Python
В Python файлы можно читать или записывать информацию в них с помощью соответствующих режимов.
Функция read()
Функция read() используется для чтения содержимого файла после открытия его в режиме чтения ( r ).
Синтаксис
file.read(size) - file = объект файла
- size = количество символов, которые нужно прочитать. Если не указать, то файл прочитается целиком.
Пример
>>> f = open('example.txt','r') >>> f.read(7) # чтение 7 символов из example.txt 'This is ' Интерпретатор прочитал 7 символов файла и если снова использовать функцию read() , то чтение начнется с 8-го символа.
>>> f.read(7) # чтение следующих 7 символов ' a text' Функция readline()
Функция readline() используется для построчного чтения содержимого файла. Она используется для крупных файлов. С ее помощью можно получать доступ к любой строке в любой момент.
Пример
Создадим файл test.txt с нескольким строками:
This is line1. This is line2. This is line3. Посмотрим, как функция readline() работает в test.txt .
>>> x = open('test.txt','r') >>> x.readline() # прочитать первую строку This is line1. >>> x.readline(2) # прочитать вторую строку This is line2. >>> x.readlines() # прочитать все строки ['This is line1.','This is line2.','This is line3.'] Обратите внимание, как в последнем случае строки отделены друг от друга.
Функция write()
Функция write() используется для записи в файлы Python, открытые в режиме записи.
Если пытаться открыть файл, которого не существует, в этом режиме, тогда будет создан новый.
Синтаксис
file.write(string) Пример
Предположим, файла xyz.txt не существует. Он будет создан при попытке открыть его в режиме чтения.
>>> f = open('xyz.txt','w') # открытие в режиме записи >>> f.write('Hello \n World') # запись Hello World в файл Hello World >>> f.close() # закрытие файла Переименование файлов в Python
Функция rename()
Функция rename() используется для переименовывания файлов в Python. Для ее использования сперва нужно импортировать модуль os.
import os os.rename(src,dest) - src = файл, который нужно переименовать
- dest = новое имя файла
Пример
>>> import os >>> # переименование xyz.txt в abc.txt >>> os.rename("xyz.txt","abc.txt") Текущая позиция в файлах Python
В Python возможно узнать текущую позицию в файле с помощью функции tell() . Таким же образом можно изменить текущую позицию командой seek() .
Пример
>>> f = open('example.txt') # example.txt, который мы создали ранее >>> f.read(4) # давайте сначала перейдем к 4-й позиции This >>> f.tell() # возвращает текущую позицию 4 >>> f.seek(0,0) # вернем положение на 0 снова Методы файла в Python
| file.close() | закрывает открытый файл |
| file.fileno() | возвращает целочисленный дескриптор файла |
| file.flush() | очищает внутренний буфер |
| file.isatty() | возвращает True, если файл привязан к терминалу |
| file.next() | возвращает следующую строку файла |
| file.read(n) | чтение первых n символов файла |
| file.readline() | читает одну строчку строки или файла |
| file.readlines() | читает и возвращает список всех строк в файле |
| file.seek(offset[,whene]) | устанавливает текущую позицию в файле |
| file.seekable() | проверяет, поддерживает ли файл случайный доступ. Возвращает True , если да |
| file.tell() | возвращает текущую позицию в файле |
| file.truncate(n) | уменьшает размер файл. Если n указала, то файл обрезается до n байт, если нет — до текущей позиции |
| file.write(str) | добавляет строку str в файл |
| file.writelines(sequence) | добавляет последовательность строк в файл |
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.