Python – отличный инструмент для обработки данных. Вполне вероятно, что программа, которую вы пишете, будет управлять данными или выполнять операции чтения и записи. Потому особенно полезно знать, как Python обрабатывает различные форматы файлов, в которых хранятся разные типы данных.
Для примера представим программу Python, которая проверяет список пользователей для контроля доступа. Список пользователей, вероятно, будет храниться в текстовом файле. Ещё один пример: программа для выполнения финансового анализа получает вводные данные из сохраненной таблицы. Как видите, вне зависимости от приложения, входные и выходные данные задействованы практически всегда.
В данном руководстве речь идёт о типах форматов, которые поддерживает Python 3. Также руководство научит вас обрабатывать текстовые файлы.
Требования
Для выполнения руководства вам понадобится предварительно настроенная среда Python 3. Все необходимые инструкции вы найдёте в следующих статьях:
Форматы файлов в Python 3
Python очень гибкий и может относительно легко обрабатывать множество различных форматов файлов. Вот основные форматы:
| Формат | Описание |
| txt | Обычный текстовый файл, который хранит данные в виде символов (или строк) и исключает структурированные метаданные. |
| CSV | Файл, который хранит данные в виде таблицы; для структурирования хранимых данных используются запятые (или другие разделители). |
| HTML | Файл Hypertext Markup Language хранит структурированные данные; такие файлы используются большинством сайтов. |
| JSON | Простой файл JavaScript Object Notation, один из наиболее часто используемых форматов для хранения и передачи данных. |
Данное руководство рассматривает только формат txt.
1: Создание текстового файла
Сначала нужно создать тестовый файл для работы. Откройте текстовый редактор и создайте файл days.txt. Добавьте в новый файл список дней недели:
Monday
Tuesday
Wednesday
Thursday
Friday
Saturday
Sunday
Сохраните файл и запомните его местонахождение (это нужно для дальнейшей работы). В данном случае файл будет храниться в каталоге /users/8host/days.txt.
2: Открытие файла
Создайте сценарий files.py в текстовом редакторе и для простоты сохраните его в тот же каталог (/users/8host/).
Чтобы открыть файл в Python, нужно связать файл на диске с переменной Python. Сначала сообщите Python, где находится нужный файл. Чтобы открыть какой-либо файл, Python должен знать путь к этому файлу. Путь к файлу days.txt выглядит так: /users/8host/days.txt.
В файле files.py создайте переменную path и укажите в ней путь к файлу days.txt.
path = '/users/8host/days.txt'
Теперь можно использовать функцию open(), чтобы открыть файл days.txt. В качестве первого аргумента функция open() требует путь к файлу, который нужно открыть. Эта функция имеет много других параметров. Одним из основных параметров является режим; это опциональная строка, которая позволяет выбрать режим открытия файла:
- ‘r’: открыть файл для чтения (опция по умолчанию).
- ‘w’: открыть файл для записи.
- ‘x’: создать новый файл и открыть его для записи.
- ‘a’: вставить в файл.
- ‘r+’: открыть файл для чтения и записи.
Попробуйте открыть файл для чтения. Для этого создайте переменную days_file и задайте в ней опцию open() и режим ‘r’, чтобы открыть файл days.txt только для чтения.
days_file = open(path,'r')
3: Чтение файла
Теперь вы можете работать с файлом. В зависимости от режима, в котором открыт файл, вы можете выполнить в нём те или иные действия. Для чтения информации Python предлагает три взаимосвязанные операции.
Первая операция – <file>.read(). Она возвращает все содержимое файла в виде одной строки.
days_file.read()
'Monday\nTuesday\nWednesday\nThursday\nFriday\nSaturday\nSunday\n'
Вторая операция – <file>.readline(), которая возвращает содержимое файла построчно.
days_file.readline()
'Monday\n'
Прочитав первую строку файла, операция readline при следующем запуске выведет вторую строку.
days_file.readline()
'Tuesday\n'
Третья операция – <file>.readlines(), она возвращает список строк, где строки представлены в виде отдельных элементов.
days_file.readlines()
['Monday\n', 'Tuesday\n', 'Wednesday\n', 'Thursday\n', 'Friday\n', 'Saturday\n', 'Sunday\n']
Читая файлы в Python, важно помнить следующее: если файл был прочитан с помощью одной из операций чтения, его нельзя прочитать снова. К примеру, если вы запустили days_file.read(), а затем days_file.readlines(), вторая операция вернёт пустую строку. Потому нужно открывать новую переменную файла всякий раз, когда вы хотите прочитать данные из файла.
4: Запись в файл
Теперь попробуйте создать новый файл, который будет включать заголовок Days of the Week. Сначала создайте переменную title в файле files.py.
title = 'Days of the Week\n'
Сохраните дни недели в строковой переменной days. Ниже показан код из всех вышеупомянутых разделов (чтобы было понятнее); файл открывается в режиме чтения, выходные данные операции чтения сохраняются в новой переменной days.
path = '/users/8host/days.txt'
days_file = open(path,'r')
days = days_file.read()
В файле есть переменные для заголовка и содержимого файла days. Теперь можно записать данные в новый файл. Сначала укажите местонахождение файла (/users/8host/), затем – название нового файла (например, new_days.txt). Путь к новому файлу можно указать в переменной new_path. Чтобы открыть новый файл для записи, используйте функцию open() с параметром ‘w’.
new_path = '/users/8host/new_days.txt'
new_days = open(new_path,'w')
Примечание: Если файл с таким именем (new_days.txt) уже существует, при открытии в режиме ‘w’ его содержимое пострадает.
Функция откроет файл, после чего вы можете записать в него данные с помощью операции <file>.write(). Операции записи необходим всего один параметр – строка, которую нужно записать в файл. Чтобы начать новую строку в файле, нужно явно использовать символ новой строки. Запишите в файл files.py заголовок и добавьте пару операторов print.
new_days.write(title)
print(title)
new_days.write(days)
print(days)
После этого нужно закрыть файл.
5: Закрытие файла
Операция закрытия файла прерывает соединение между файлом на диске и переменной. Закрытые файлы могут использоваться другими программами, кроме того, это обеспечивает безопасность данных. закрыть файл можно с помощью функции <file>.close(). Добавьте в файл files.py:
days_file.close()
new_days.close()
6: Проверка кода
Прежде чем запустить сценарий files.py, убедитесь, что его содержимое выглядит так:
path = '/users/8host/days.txt'
days_file = open(path,'r')
days = days_file.read()
new_path = '/users/8host/new_days.txt'
new_days = open(new_path,'w')
title = 'Days of the Week\n'
new_days.write(title)
print(title)
new_days.write(days)
print(days)
days_file.close()
new_days.close()
Сохраните код, откройте терминал и запустите сценарий Python:
python files.py
В терминале появится вывод:
Days of the Week
Monday
Tuesday
Wednesday
Thursday
Friday
Saturday
Sunday
Теперь попробуйте открыть файл new_days.txt. Если всё работает должным образом, файл будет выглядеть так:
Days of the Week
Monday
Tuesday
Wednesday
Thursday
Friday
Saturday
Sunday
Заключение
Теперь вы умеете обрабатывать и управлять простыми текстовыми файлами в Python 3: открывать и читать файлы, записывать в них новые данные и закрывать их.