Как ставить бинарный файл на дозапись питон

Бинарные файлы в отличие от текстовых хранят информацию в виде набора байт. Для работы с ними в Python необходим встроенный модуль pickle . Этот модуль предоставляет два метода:

dump(obj, file) : записывает объект obj в бинарный файл file
load(file) : считывает данные из бинарного файла в объект

При открытии бинарного файла на чтение или запись также надо учитывать, что нам нужно применять режим «b» в дополнение к режиму записи («w») или чтения («r»). Допустим, надо надо сохранить два объекта:

import pickle FILENAME = "user.dat" name = "Tom" age = 19 with open(FILENAME, "wb") as file: pickle.dump(name, file) pickle.dump(age, file) with open(FILENAME, "rb") as file: name = pickle.load(file) age = pickle.load(file) print("Имя:", name, "\tВозраст:", age)

С помощью функции dump последовательно записываются два объекта. Поэтому при чтении файла также последовательно посредством функции load мы можем считать эти объекты. Консольный вывод программы:

Имя: Tom Возраст: 28

Подобным образом мы можем сохранять и извлекать из файла наборы объектов:

import pickle FILENAME = "users.dat" users = [ ["Tom", 28, True], ["Alice", 23, False], ["Bob", 34, False] ] with open(FILENAME, "wb") as file: pickle.dump(users, file) with open(FILENAME, "rb") as file: users_from_file = pickle.load(file) for user in users_from_file: print("Имя:", user[0], "\tВозраст:", user[1], "\tЖенат(замужем):", user[2])

В зависимости от того, какой объект мы записывали функцией dump, тот же объект будет возвращен функцией load при считывании файла.

Имя: Tom Возраст: 28 Женат(замужем): True Имя: Alice Возраст: 23 Женат(замужем): False Имя: Bob Возраст: 34 Женат(замужем): False

Работа с файлами

Любая программа, которая выполняется на компьютере пользователя скорее всего взаимодействует с файловой системой: умеет открывать файлы, сохранять их в своих форматах, возможно, хранит в файлах настройки.

Сегодня наши программы тоже смогут так делать!

Что такое файл?

До этого момента вся информация, с которой мы работали, хранилась исключительно в оперативной памяти — в переменных.

Но информация из оперативной пропадает при закрытии программы или перезагрузке компьютера. Что делать с данными, которые нужно хранить между запусками? Единственное решение — это хранить данные на энергонезависимом носителе — жестком диске (HDD) или твердотельном накопителе (SSD). Далее будет использоваться термин жесткий диск, хотя подразумевается любое из этих устройств.

Участок жесткого диска, у которого есть имя называется файлом.

Также, как и переменные, файлы занимают какое-то место, их размер измеряется в байтах.

Способ организации и хранения файлов на диске называется файловой системой.

Текстовые и бинарные файлы

С точки зрения прикладных программ файлы делятся на два основных типа: текстовые и бинарные. Физически оба типа файлов не отличаются и хранят в себе байты с данными, отличается лишь их интерпретация нашей программой.

В текстовых файлах хранятся текстовые данные. В зависимости от кодировки каждый символ кодируется равным числом байт.

Текстовые файлы могут иметь произвольные расширения, вам, возможно встречались .txt, .py, .html.

Текстовые файлы можно открыть в текстовом редакторе, например, в блокноте.

В бинарных файлах хранятся произвольные данные: символы, числа, дроби, но разные объекты могут кодироваться разным числом байт.

Как интерпретировать ту или иную группу байт в файле, нам говорит формат файла. Примеры бинарных файлов: .exe, .doc, .dll и тд..

Если открыть бинарный файл в блокноте, вы увидите много страшных символов — компьютер попытается интерпретировать все данные в файле как буквы.

Создаем текстовый файл

При работе с файлами всегда используется следующий алгоритм:

открытие файла
изменение или чтение файла
закрытие файла

Не забудьте закрыть файл, если он вам больше не нужен, иначе другие программы не смогут открыть его. Операционная система следит за тем, чтобы файлом в один момент управляла только одна программа.

Чтобы открыть файл, в питоне используется функция open(path, mode) , которая принимает путь к файлу (абсолютный или относительный) и режим. Режим — это либо чтение (read), либо запись (write), либо добавление в конец файла (append).

Если файл открыт только для чтения, то записать данные в него нельзя. Нужно закрыть его и открыть в другом режиме.

Давайте создадим текстовый файл и запишем туда небольшой текст:

file = open('new.txt', 'w') # открываем файл new.txt для записи (w) file.write("hello world! :)") # записываем строку в файл file.close() # закрываем файл

Обратите внимание: если открыть файл для записи, старые данные из него автоматически стираются.

После выполнения программы, в папке с кодом должен появиться новый файл new.txt, а в нем — строка «hello world».

Читаем текстовый файл

Аналогично записи в текстовый файл, мы можем открыть его для чтения и прочитать все его содержимое в переменную.

file = open('smiles.txt', 'r') # открываем файл smiles.txt для чтения (r) text = file.read() # считываем все содержимое файла в переменную file.close() print(text[:100])

Файл smiles.txt можно скачать тут.

Используем with

Чтобы случайно не забыть закрыть файл после окончания работы с ним, используйте обертку with . Она автоматически закроет файл, как только закончится ее область видимости.

Пример:

with open('smiles.txt', 'r') as file: text = file.read() # файл автоматически закрылся print(text[:100])

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

Бинарные файлы. Примеры работы с бинарными файлами

В данной теме показано как можно сохранять данные в бинарных файлах без использования стандартных средств pickle или struct языка Python.

Поиск на других ресурсах:

1. Понятие о бинарных файлах. Представление информации в бинарных файлах

В языке Python существуют средства для работы с бинарными или двоичными файлами. Бинарные файлы используют строки типа bytes . Это значит при чтении бинарных данных из файла возвращается объект типа bytes .

Открытие бинарного файла осуществляется с помощью функции open() , параметр mode которой содержит символ ‘b’ . Более подробно об открытии/закрытии бинарных файлов описывается здесь .

В отличие от текстовых, бинарные файлы не выполняют преобразования символов конца строки ‘\n’ .

Пример, демонстрирующий особенности представления информации в бинарных файлах.

# Python. Работа с бинарными файлами # Открыть бинарный файл для чтения f = open('myfile1.bin', 'rb') # Получить одну строку из бинарного файла d = f.read() # Вывести эту строку. # Будет получен вывод в виде строки символов print("d color: #ff0000;"># d = b'\x80\x03]q\x00(K\x01\x88G@\x07\n=p\xa3\xd7\ne.' # Если вывести как отдельный символ, # то будет выведен код символа - как целое число print("d[5] color: #ff0000;"># d[5] = 40 print("d[0] color: #ff0000;"># d[0] = 128 # Использовать функцию bin для отдельного символа print(bin(d[2])) # 0b1011101 f.close()

Результат работы программы

d = b'\x80\x03]q\x00(K\x01\x88G@\x07\n=p\xa3\xd7\ne.' d[5] = 40 d[0] = 128 0b1011101

На основании примера выше можно сделать следующие выводы:

строка бинарных данных выводится как строка;
отдельный символ (элемент) бинарных данных представлен в виде 8-битных целых чисел.

2. Запись/чтение списка, который содержит вещественные числа. Пример

# Бинарные файлы. Запись/чтение списка вещественных чисел # 1. Заданный список вещественных чисел L = [1.5, 2.8, 3.3] # 2. Запись файла # 2.1. Открыть файл для записи f = open('myfile3.bin', 'wb') # 2.2. Обход списка и запись данных в файл for item in L: # добавить символ '\n', чтобы можно было распознать числа s = str(item) + '\n' # Метод encode() - конвертирует строку в последовательность байт bt = s.encode() f.write(bt) # метод write() - запись в файл # 2.3. Закрыть файл f.close(); # 3. Считать список из бинарного файла 'myfile3.bin' # 3.1. Создать пустой список L2 = [] # 3.2. Открыть файл для чтения f = open('myfile3.bin', 'rb') # 3.3. Обход строк файла, конвертирование и добавление в список L2 for ln in f: x = float(ln) # взять число L2 = L2 + [x] # Добавить число к списку # 3.4. Вывести список print("L2 color: #ff0000;"># L2 = [1.5, 2.8, 3.3] # 3.5. Закрыть файл f.close();

Результат работы программы

L2 = [1.5, 2.8, 3.3]

3. Запись/чтение кортежа, содержащего строки символов. Пример

В данном примере строки символов в бинарном файле разделяются символом ‘\n’ . Таким образом, можно записывать и читать информацию без потери ее структуры.

# Бинарные файлы. Запись/чтение кортежа, содержащего строки символов # 1. Заданный кортеж со строками T = ( 'abc', 'def', 'ghi', 'jk lmn') # 2. Запись кортежа T в файл 'myfile5.bin' # 2.1. Открыть файл для записи f = open('myfile5.bin', 'wb') # 2.2. Цикл обхода кортежа for item in T: bt = (item + '\n').encode() # конвертировать (str + '\n') => bytes f.write(bt) # записать bt в файл # 2.3. Закрыть файл f.close(); # 3. Считать кортеж из бинарного файла 'myfile5.bin' # 3.1. Открыть файл для чтения f = open('myfile5.bin', 'rb') # 3.2. Новый кортеж T2 = () # 3.3. Прочитать данные из файла for line in f: s = line.decode() # конвертировать bytes=>str s = s[:-1] # Убрать последний символ T2 = T2 + (s,) # Добавить строку s к кортежу # 3.4. Вывести кортеж print("T2 color: #ff0000;"># 3.5. Закрыть файл f.close();

Результат работы программы

T2 = ('abc', 'def', 'ghi', 'jk lmn')

4. Запись/чтение множества, содержащего вещественные числа. Пример

Множество, которое содержит только однотипные объекты можно записать в файл. В данном примере записывается множество вещественных чисел.

# Бинарные файлы. Запись/чтение множества, # которое содержит вещественные числа # 1. Заданное множество M = < 0.2, 0.3, 0.8, 1.2, 1.77 ># 2. Запись множества M в файл 'myfile6.bin' # 2.1. Открыть файл для записи f = open('myfile6.bin', 'wb') # 2.2. Цикл обхода множества for item in M: s = str(item) + '\n' # конвертировать float=>str + '\n' bt = s.encode() # конвертировать str=>bytes f.write(bt) # записать bt в файл # 2.3. Закрыть файл f.close(); # 3. Считать множество из бинарного файла 'myfile6.bin' # 3.1. Открыть файл для чтения f = open('myfile6.bin', 'rb') # 3.2. Новое множество M2 = set() # 3.3. Прочитать данные из файла for line in f: x = float(line) # конвертировать bytes=>x M2 = M2.union() # Добавить x к множеству # 3.4. Вывести множество print("M2 color: #ff0000;"># 3.5. Закрыть файл f.close()

Результат работы программы

Вид файла myfile6.bin

0.2 0.8 1.77 0.3 1.2

5. Запись/чтение двумерной матрицы строк заданного размера. Пример

В примере матрица представлена в виде списка.

# Бинарные файлы. Запись/чтение матрицы, которая содержит строки # 1. Заданная матрица строк размером 3*4 MATRIX = [ [ 'aa', 'ab', 'ac', 'ad'], [ 'ba', 'bb', 'bc', 'bd'], [ 'ca', 'cb', 'cc', 'cd'] ] # 2. Запись матрицы MATRIX в файл 'myfile7.bin' # 2.1. Открыть файл для записи f = open('myfile7.bin', 'wb') # 2.2. Сначала записать размер матрицы m = 3 n = 4 # конвертировать m, n в строчный тип str sm = str(m) + '\n' sn = str(n) + '\n' # конвертировать строку str в bytes bm = sm.encode() bn = sn.encode() # записать размеры матрицы в файл f.write(bm) f.write(bn) # 2.3. Цикл обхода матрицы for row in MATRIX: # здесь нужно просто записать строки с символом '\n' for item in row: item = item + '\n' bt = item.encode() # str=>bytes f.write(bt) # записать bt в файл # 2.3. Закрыть файл f.close(); # 3. Считать матрицу из бинарного файла 'myfile7.bin' # 3.1. Открыть файл для чтения f = open('myfile7.bin', 'rb') # 3.2. Новая матрица MATRIX2 = [] # 3.3. Прочитать данные из файла # 3.3.1. Сначала прочитать размер s = f.readline() m2 = int(s) s = f.readline() n2 = int(s) # 3.3.2. Цикл чтения строк и создание матрицы размером m2*n2 i = 0 while i < m2: # m2 строк в матрице row = [] # одна строка списка j = 0 while j < n2: bs = f.readline() # прочитать один элемент типа bytes s = bs.decode() # конвертировать bytes=>str s = s[:-1] # убрать '\n' row += [s] # добавить к списку j = j+1 MATRIX2 += [row] # добавить одну строку списка к матрице i = i+1 # 3.4. Вывести новую матрицу i = 0 while i < m2: print("MATRIX2[", i, "] color: #ff0000;"># 3.5. Закрыть файл f.close()

Результат работы программы

MATRIX2[ 0 ] = ['aa', 'ab', 'ac', 'ad'] MATRIX2[ 1 ] = ['ba', 'bb', 'bc', 'bd'] MATRIX2[ 2 ] = ['ca', 'cb', 'cc', 'cd']

Вид файла myfile7.txt

3 4 aa ab ac ad ba bb bc bd ca cb cc cd

6. Запись/чтение словаря. Пример

Пусть задан некоторый словарь, который нужно записать в бинарный файл.

# Бинарные файлы. Запись/чтение словаря # 1. Заданный словарь. Пары типа str:int D = < 'One':1, 'Two':2, 'Three':3, 'Four':4 > # 2. Запись словаря D в файл 'myfile8.bin' # 2.1. Открыть файл для записи f = open('myfile8.bin', 'wb') for key in D: # обход словаря # взять значение value value = D[key] # Записать последовательно key, затем value svalue = str(value) + '\n' # сначала конвертировать value в строку skey = key + '\n' # к строке key добавить '\n' # Конвертировать key:svalue из строки в bytes b_key = skey.encode() b_svalue = svalue.encode() # записать b_key, b_svalue в файл f.write(b_key) f.write(b_svalue) # 2.3. Закрыть файл f.close(); # 3. Считать словарь из бинарного файла 'myfile8.bin' # 3.1. Открыть файл для чтения f = open('myfile8.bin', 'rb') # 3.2. Новый словарь, который будет прочитан из файла D2 = dict() # 3.3. Прочитать весь файл сразу b_strings = f.readlines() # b_strings - список строк типа bytes # 3.4. Обойти список b_strings. # Сначала читается ключ, затем значение и т.д. fkey = True # если True, то читается ключ, иначе читается значение for item in b_strings: if fkey: # проверка, если читается ключ skey = item.decode() # конвертировать bytes=>str key = skey[:-1] # убрать '\n' fkey = False else: svalue = item.decode() # конвертировать bytes=>str value = int(svalue) # конвертировать str=>int D2[key] = value # добавить к словарю fkey = True # указать, что на следующей итерации будет ключ # 3.5. Вывести словарь print("D2 color: #ff0000;"># 3.6. Закрыть файл f.close()

Результат работы программы

D2 = 'One': 1, 'Two': 2, 'Three': 3, 'Four': 4>

Вид файла myfile8.txt

One 1 Two 2 Three 3 Four 4

7. Копирование одного бинарного файла в другой

# Бинарные файлы. Копирование файлов # 1. Открыть файлы f1 = open('myfile8.bin', 'rb') # файл - источник, открывается для чтения f2 = open('copyfile8.bin', 'wb') # файл - копия # 2. Считать файл f1 в список строк bstrings bstrings = f1.readlines() # 3. Записать список строк bstrings в файл f2 f2.writelines(bstrings) # 4. Закрыть файлы f1.close() f2.close()

8. Объединение двух бинарных файлов. Пример

В примере реализована операция объединения двух файлов в результирующий третий файл. Сначала данные с файлов-источников считываются в списки. Затем происходит конкатенация этих списков и запись результирующего списка в файл результата.

# Объединение файлов myfile1.bin+myfile2.bin => myfile3.bin # 1. Открыть файлы для чтения f1 = open('myfile1.bin', 'rb') f2 = open('myfile2.bin', 'rb') # 2. Считать файлы в списки L1, L2 L1 = f1.readlines() L2 = f2.readlines() # 3. Объединить списки L3 = L1 + L2 # 4. Закрыть файлы myfile1.bin, myfile2.bin f1.close() f2.close() # 5. Открыть файл myfile3.bin для записи f3 = open('myfile3.bin', 'wb') # 6. Записать строки в файл f3.writelines(L3) # 7. Закрыть результирующий файл f3.close()

Связанные темы

Файлы. Общие понятия. Открытие/закрытие файла. Функции open() , close()
Примеры работы с текстовыми файлами

Как ставить бинарный файл на дозапись питон