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
Работа с файлами в Python
Загрузить данные в программу из файла, выгрузить данные в файл, записывать историю обращений к программе в специальный файл — всё это очень частые задачи.
Как открыть файл
Чтобы открыть файл, используется функция open() :
my_file = open("myfile.txt", "r") file_contents = my_file.read() my_file.close() - Функция open() принимает на вход 2 аргумента: путь до файла и права, с которыми его открыть. r — от read , т.е. мы просим открыть файл в режиме чтения.
- Функция open() возвращает не текст в файле, а сам файл. Файл как бы теперь открыт, как если вы бы щёлкнули по нему дважды левой клавишей.
- Метод файла .read() позволяет читать данные из файла. Строка с содержимым файла запишется в переменную file_contents .
- Метод .close закрывает файл.
Как сделать правильно
Закрывать файлы важно по двум причинам:
- Чтобы читать и писать в один и тот же файл из разных мест программы.
- Чтобы не превысить лимиты операционной системы. У неё есть ограничение на число одновременно открытых файлов. Ограничение легко превысить, если открывать файлы в цикле.
Однажды вы точно забудете закрыть файл. В Python есть специальная команда на такой случай — with :
with open("myfile.txt", "r") as my_file: file_contents = my_file.read() print(file_contents) Выглядит немного непривычно, но суть простая: всё, что лежит “внутри” блока with (т.е. с отступом от него) — делается с открытым файлом. Как только файл не нужен, вы убираете отступ и файл сам закроется.
Открыть файл в папке
Допустим, рядом c вашим файлом main.py , из которого вы запускаете код, лежит папка files . В этой папке лежит файл file.txt :
. ├── files │ └── file.txt └── main.py Вам очень нужно открыть файл file.txt , но он спрятался в папке, что же делать? Вот как его открыть:
with open("files/file.txt", "r") as my_file: file_contents = my_file.read() print(file_contents) Ошибки кодировки
Бывает, что вы знаете, что файл в порядке, но Python читает его со странными символами: ������. Дело в кодировках: одни программы пользуют CP1251, другие ASCII, третьи UTF-8. К сожалению, программистам до сих пор не получилось окончательно перейти к какому-то одному варианту.
Чтобы открыть файл с нужной кодировкой, нужно передать функции open именованный аргумент encoding :
with open("myfile.txt", "r", encoding="ваша кодировка") as my_file: # . Если вы не знаете кодировку вашего файла, на Хабре есть интересная статья с такой схемой:
Запись в файл
Для записи в файл нужно лишь указать режим w (write) и использовать не .read() , а .write() :
my_text = "Хочу записать эту строку в файл" with open("myfile.txt", "w") as my_file: my_file.write(my_text) Альтернативные статьи
- Python World: работа с файлами
- Python Scripts: работа с файлами
Попробуйте бесплатные уроки по Python
Получите крутое код-ревью от практикующих программистов с разбором ошибок и рекомендациями, на что обратить внимание — бесплатно.
Переходите на страницу учебных модулей «Девмана» и выбирайте тему.
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
3 075 ₽/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.
Чтение файла построчно в список на Python
В процессе работы с файлами на языке программирования Python часто возникает задача построчного чтения файла и сохранения каждой строки как элемента списка. Допустим, у вас есть текстовый файл, и вы хотите прочитать его содержимое построчно, преобразовав каждую строку в элемент списка.
В Python это можно сделать несколькими способами. Рассмотрим один из самых простых и распространенных.
Использование встроенной функции open()
Первый способ — использовать встроенную функцию open() . В этом случае файл будет открыт в режиме чтения (‘r’) и каждая строка файла будет прочитана и добавлена в список с помощью метода readlines() .
with open('filename.txt', 'r') as file: lines = file.readlines()
В этом примере filename.txt — это имя файла, который вы хотите прочитать. Метод readlines() возвращает список, где каждый элемент списка — это отдельная строка из файла.
Таким образом, после выполнения этого кода, переменная lines будет содержать список строк из файла filename.txt .
Этот метод прост и эффективен, однако стоит учесть, что он считывает весь файл в память сразу. Это может вызвать проблемы при работе с очень большими файлами, которые не умещаются в оперативной памяти компьютера.
Использование генераторов
Если требуется обработать большой файл, который не умещается в память, можно использовать генераторы. В этом случае файл будет считываться построчно, а не полностью, что позволяет значительно снизить потребление памяти.
with open('filename.txt', 'r') as file: lines = [line for line in file]
В этом примере используется генератор списка ( list comprehension ), который построчно читает файл и добавляет каждую строку в список.
Этот способ также прост и эффективен, но в отличие от первого, он позволяет обрабатывать файлы, которые не умещаются в оперативной памяти.
Оба представленных способа позволяют быстро и просто считать содержимое файла в список, выполнив построчное чтение.