В этом руководстве вы узнаете о файловых операциях Python. В частности, открытие файла, чтение из него, запись в него, закрытие и различные файловые методы, о которых вам следует знать.
Видео: чтение и запись файлов в Python
Файлы
Файлы называются местами на диске для хранения связанной информации. Они используются для постоянного хранения данных в энергонезависимой памяти (например, на жестком диске).
Поскольку оперативная память (RAM) является энергозависимой (которая теряет свои данные при выключении компьютера), мы используем файлы для будущего использования данных, постоянно сохраняя их.
Когда мы хотим читать или записывать в файл, нам нужно сначала открыть его. Когда мы закончим, его нужно закрыть, чтобы освободить ресурсы, связанные с файлом.
Следовательно, в Python файловая операция выполняется в следующем порядке:
- Открыть файл
- Чтение или запись (выполнение операции)
- Закройте файл
Открытие файлов в Python
Python имеет встроенную open()функцию для открытия файла. Эта функция возвращает файловый объект, также называемый дескриптором, поскольку он используется для чтения или изменения файла соответственно.
>>> f = open("test.txt") # open file in current directory >>> f = open("C:/Python38/README.txt") # specifying full path
Мы можем указать режим при открытии файла. В режиме мы указываем, хотим ли мы читать r, писать wили добавлять aв файл. Мы также можем указать, хотим ли мы открыть файл в текстовом или двоичном режиме.
По умолчанию чтение в текстовом режиме. В этом режиме мы получаем строки при чтении из файла.
С другой стороны, двоичный режим возвращает байты, и это режим, который следует использовать при работе с нетекстовыми файлами, такими как изображения или исполняемые файлы.
| Режим | Описание |
|---|---|
r | Открывает файл для чтения. (по умолчанию) |
w | Открывает файл для записи. Создает новый файл, если он не существует, или обрезает файл, если он существует. |
x | Открывает файл для эксклюзивного создания. Если файл уже существует, операция не выполняется. |
a | Открывает файл для добавления в конец файла без его усечения. Создает новый файл, если он не существует. |
t | Открывается в текстовом режиме. (по умолчанию) |
b | Открывается в двоичном режиме. |
+ | Открывает файл для обновления (чтение и запись) |
f = open("test.txt") # equivalent to 'r' or 'rt' f = open("test.txt",'w') # write in text mode f = open("img.bmp.webp",'r+b') # read and write in binary mode
В отличие от других языков, символ aне подразумевает число 97, пока он не будет закодирован с использованием ASCII(или других эквивалентных кодировок).
Более того, кодировка по умолчанию зависит от платформы. В Windows это есть, cp1252но utf-8в Linux.
Таким образом, мы также не должны полагаться на кодировку по умолчанию, иначе наш код будет вести себя по-разному на разных платформах.
Следовательно, при работе с файлами в текстовом режиме настоятельно рекомендуется указывать тип кодировки.
f = open("test.txt", mode='r', encoding='utf-8')
Закрытие файлов в Python
Когда мы закончили выполнение операций с файлом, нам нужно правильно закрыть файл.
Закрытие файла освободит ресурсы, которые были связаны с файлом. Это делается с помощью close()метода, доступного в Python.
В Python есть сборщик мусора для очистки объектов, на которые нет ссылок, но мы не должны полагаться на него при закрытии файла.
f = open("test.txt", encoding = 'utf-8') # perform file operations f.close()
Этот способ не совсем безопасен. Если при выполнении какой-либо операции с файлом возникает исключение, код завершается без закрытия файла.
Более безопасный способ - использовать блок try… finally.
try: f = open("test.txt", encoding = 'utf-8') # perform file operations finally: f.close()
Таким образом, мы гарантируем, что файл будет правильно закрыт, даже если возникнет исключение, вызывающее остановку выполнения программы.
Лучший способ закрыть файл - использовать withоператор. Это гарантирует, что файл будет закрыт при withвыходе из блока внутри оператора.
Нам не нужно явно вызывать close()метод. Это делается изнутри.
with open("test.txt", encoding = 'utf-8') as f: # perform file operations
Запись в файлы на Python
Чтобы записать в файл на Python, нам нужно открыть его в режиме записи w, добавления aили эксклюзивного создания x.
Нам нужно быть осторожными с wрежимом, так как он будет перезаписан в файл, если он уже существует. Благодаря этому стираются все предыдущие данные.
Writing a string or sequence of bytes (for binary files) is done using the write() method. This method returns the number of characters written to the file.
with open("test.txt",'w',encoding = 'utf-8') as f: f.write("my first file") f.write("This file") f.write("contains three lines")
This program will create a new file named test.txt in the current directory if it does not exist. If it does exist, it is overwritten.
We must include the newline characters ourselves to distinguish the different lines.
Reading Files in Python
To read a file in Python, we must open the file in reading r mode.
There are various methods available for this purpose. We can use the read(size) method to read in the size number of data. If the size parameter is not specified, it reads and returns up to the end of the file.
We can read the text.txt file we wrote in the above section in the following way:
>>> f = open("test.txt",'r',encoding = 'utf-8') >>> f.read(4) # read the first 4 data 'This' >>> f.read(4) # read the next 4 data ' is ' >>> f.read() # read in the rest till end of file 'my first fileThis filecontains three lines' >>> f.read() # further reading returns empty sting ''
We can see that the read() method returns a newline as ''. Once the end of the file is reached, we get an empty string on further reading.
We can change our current file cursor (position) using the seek() method. Similarly, the tell() method returns our current position (in number of bytes).
>>> f.tell() # get the current file position 56 >>> f.seek(0) # bring file cursor to initial position 0 >>> print(f.read()) # read the entire file This is my first file This file contains three lines
We can read a file line-by-line using a for loop. This is both efficient and fast.
>>> for line in f:… print(line, end = '')… This is my first file This file contains three lines
In this program, the lines in the file itself include a newline character . So, we use the end parameter of the print() function to avoid two newlines when printing.
Alternatively, we can use the readline() method to read individual lines of a file. This method reads a file till the newline, including the newline character.
>>> f.readline() 'This is my first file' >>> f.readline() 'This file' >>> f.readline() 'contains three lines' >>> f.readline() ''
Lastly, the readlines() method returns a list of remaining lines of the entire file. All these reading methods return empty values when the end of file (EOF) is reached.
>>> f.readlines() ('This is my first file', 'This file', 'contains three lines')
Python File Methods
There are various methods available with the file object. Some of them have been used in the above examples.
Here is the complete list of methods in text mode with a brief description:
| Method | Description |
|---|---|
| close() | Closes an opened file. It has no effect if the file is already closed. |
| detach() | Separates the underlying binary buffer from the TextIOBase and returns it. |
| fileno() | Returns an integer number (file descriptor) of the file. |
| flush() | Flushes the write buffer of the file stream. |
| isatty() | Returns True if the file stream is interactive. |
| read(n) | Reads at most n characters from the file. Reads till end of file if it is negative or None. |
| readable() | Returns True if the file stream can be read from. |
| readline(n=-1) | Reads and returns one line from the file. Reads in at most n bytes if specified. |
| readlines(n=-1) | Reads and returns a list of lines from the file. Reads in at most n bytes/characters if specified. |
seek(offset,from=SEEK_SET) | Changes the file position to offset bytes, in reference to from (start, current, end). |
| seekable() | Returns True if the file stream supports random access. |
| tell() | Returns the current file location. |
truncate(size=None) | Resizes the file stream to size bytes. If size is not specified, resizes to current location. |
| writable() | Returns True if the file stream can be written to. |
| write(s) | Записывает строку s в файл и возвращает количество записанных символов. |
| письменные строки (строки) | Записывает список строк в файл. |
