Работа с файлами в Python

В этой статье мы на примерах разберем такую важную тему, как работа с файлами в Python. Вы узнаете, как открыть и закрыть файл, как его прочитать и как записать в него новое содержимое.

Файл — это контейнер, используемый для хранения данных. Когда мы хотим читать из файла или записывать в него, нам нужно сначала открыть этот файл. После завершения работы с файлом его нужно закрыть, чтобы освободить связанные с ним ресурсы.

Таким образом, в Python операции с файлами выполняются в следующем порядке:

Открытие файла
Чтение или запись (выполнение операции)
Закрытие файла

Дальше мы подробно разберем эти пункты, но если вы лучше воспринимаете видеоконтент, вот туториал от автора статьи:

Как открыть файл в Python

В Python для открытия файлов мы используем метод open(). Предположим, что у нас есть файл test.txt со следующим содержимым:

Давайте попробуем открыть данные из этого файла с помощью функции open().

# Открыть файл в текущей директории
file1 = open("test.txt")

Здесь мы создали файловый объект с именем file1. Этот объект можно использовать для работы с файлами и каталогами.

По умолчанию файлы открываются в режиме чтения (т.е. они не могут быть изменены). Следующий код эквивалентен предыдущему:

file1 = open("test.txt", "r")

Здесь мы явно указали режим, передав аргумент "r", что означает открытие файла для чтения.

Режимы открытия файла в Python

Режим	Описание
r	Открыть файл для чтения (режим по умолчанию).
w	Открыть файл для записи. Если указанный файл не существует, он будет создан. Если существует, то его содержимое будет перезаписано.
x	Открыть файл исключительно для его создания. Если файл уже существует, операция завершается неудачно.
a	Открыть файл для добавления в конец файла без перезаписи содержимого. Создает новый файл, если он не существует.
t	Открыть в текстовом режиме (режим по умолчанию).
b	Открыть в двоичном режиме.
+	Открыть файл для обновления (чтение и запись).

Вот несколько простых примеров того, как открыть файл в разных режимах:

file1 = open("test.txt")      # эквивалентно 'r' или 'rt'
file1 = open("test.txt",'w')  # запись в текстовом режиме
file1 = open("img.bmp",'r+b') # чтение и запись в бинарном режиме

Чтение файлов в Python

После открытия файла мы используем метод read() для чтения его содержимого. Например:

# Открыть файл
file1 = open("test.txt", "r")

# Прочитать файл
read_content = file1.read()
print(read_content)

Вывод:

This is a test file.
Hello from the test file.

В приведенном выше примере мы прочитали файл test.txt, который находится в нашем текущем каталоге. Обратите внимание на строку read_content = file1.read. Здесь file1.read() считывает файл test.txt и сохраняет его в переменной read_content.

Как закрыть файл в Python

Когда мы закончили выполнять операции над файлом, нам нужно правильно закрыть файл. Закрытие файла освобождает ресурсы, которые были связаны с ним. В Python это делается с помощью метода close(). Например:

# Открыть файл
file1 = open("test.txt", "r")

# Прочитать файл
read_content = file1.read()
print(read_content)

# Закрыть файл
file1.close()

Вывод:

This is a test file.
Hello from the test file.

Здесь мы использовали метод close() для закрытия файла.

После выполнения операции с файлом его обязательно нужно закрывать: это хорошая практика программирования.

Обработка исключений при работе с файлами

Если при выполнении какой-либо операции с файлом возникает исключение, код завершается без закрытия файла. Более безопасным способом является использование блока try…finally.

Примечание редакции: о том, что собой представляют исключения, можно почитать в статье «Ошибки и исключения в Python», а о том, как их обрабатывать, — в статье «Как обрабатывать исключения в Python».

Рассмотрим пример:

try:
    file1 = open("test.txt", "r")
    read_content = file1.read()
    print(read_content)

finally:
    # close the file
    file1.close()

Здесь мы закрыли файл в блоке finally, так как finally всегда выполняется, и файл будет закрыт, даже если произойдет исключение.

Использование синтаксиса with…open

В Python мы можем использовать синтаксис with…open для автоматического закрытия файла. Например,

with open("test.txt", "r") as file1:
    read_content = file1.read()
    print(read_content)

Примечание: Поскольку это позволяет не беспокоиться о закрытии файла, возьмите за привычку использовать синтаксис with…open.

Как записать файл в Python

При записи в файл необходимо помнить две вещи:

Если файл, который мы пытаемся открыть, не существует, он будет создан
Если файл уже существует, его содержимое стирается, а в файл добавляется новое содержимое

Чтобы записать что-то в файл, нам нужно открыть его в режиме записи, передав "w" методу open() в качестве второго аргумента.

Предположим, у нас нет файла с именем test2.txt. Давайте посмотрим, что произойдет, если мы запишем содержимое в файл test2.txt.

with open('test2.txt', 'w') as file2:

    # Записать текст в файл test2.txt
    file2.write('Programming is Fun.')
    file2.write('Programiz for beginners')

Здесь создается новый файл test2.txt с содержимым, переданным в методе write().

Методы файлов Python

Для работы с файловыми объектами есть много разных методов. Некоторые из них вы уже видели в приведенных выше примерах. В этой таблице приведен полный список методов с кратким описанием:

Метод	Описание
close()	Закрывает открытый файл. Не имеет эффекта, если файл уже закрыт.
detach()	Отделяет базовый двоичный буфер от TextIOBase и возвращает его.
fileno()	Возвращает целочисленный номер (дескриптор) файла.
flush()	Очищает буфер записи файлового потока.
isatty()	Возвращает True, если файловый поток является интерактивным.
read(n)	Читает не более n символов из файла. Читает до конца файла, если n - отрицательное число или None.
readable()	Возвращает True, если из файлового потока можно читать.
readline(n=-1)	Читает и возвращает одну строку из файла. Считывает не более n байт, если передан параметр n.
readlines(n=-1)	Читает и возвращает список строк из файла. Считывается не более n байт/символов, если передан параметр n.
seek(offset,from=SEEK_SET)	Перемещает указатель текущей позиции в файле на offset байтов по отношению к from.
seekable()	Возвращает True, если файловый поток поддерживает произвольный доступ.
tell()	Возвращает целое число, представляющее текущую позицию файлового объекта.
truncate(size=None)	Изменяет размер файлового потока до указанного размера в байтах. Если размер не указан, он изменяется до текущего местоположения.
writable()	Возвращает True, если в файловый поток можно записывать данные.
write(s)	Записывает строку s в файл и возвращает количество записанных символов.
writelines(lines)	Записывает список строк в файл.

Перевод статьи «Python File I/OPython File Operation».