При помощи какого оператора текстовый файл открывается для перезаписи

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

1. 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.
2. 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

При помощи какого оператора текстовый файл открывается для перезаписи

Для работы с файлами в стандартной библиотеке определен заголовочный файл fstream , который определяет базовые типы для чтения и записи файлов. В частности, это:

• ifstream : для чтения с файла
• ofstream : для записи в файл
• fstream : совмещает запись и чтение

Для работы с данными типа wchar_t для этих потоков определены двойники:

• wifstream
• wofstream
• wfstream

Открытие файла

При операциях с файлом вначале необходимо открыть файл с помощью функции open() . Данная функция имеет две версии:

• open(путь)
• open(путь, режим)

Для открытия файла в функцию необходимо передать путь к файлу в виде строки. И также можно указать режим открытия. Список доступных режимов открытия файла:

• ios::in : файл открывается для ввода (чтения). Может быть установлен только для объекта ifstream или fstream
• ios::out : файл открывается для вывода (записи). При этом старые данные удаляются. Может быть установлен только для объекта ofstream или fstream
• ios::app : файл открывается для дозаписи. Старые данные не удаляются.
• ios::ate : после открытия файла перемещает указатель в конец файла
• ios::trunc : файл усекается при открытии. Может быть установлен, если также установлен режим out
• ios::binary : файл открывается в бинарном режиме

Если при открытии режим не указан, то по умолчанию для объектов ofstream применяется режим ios::out , а для объектов ifstream — режим ios::in . Для объектов fstream совмещаются режимы ios::out и ios::in .

std::ofstream out; // поток для записи out.open("hello1.txt"); // окрываем файл для записи std::ofstream out2; out2.open("hello2.txt", std::ios::app); // окрываем файл для дозаписи std::ofstream out3; out2.open("hello3.txt", std::ios::out | std::ios::trunc); // установка нескольких режимов std::ifstream in; // поток для чтения in.open("hello4.txt"); // окрываем файл для чтения std::fstream fs; // поток для чтения-записи fs.open("hello5.txt"); // окрываем файл для чтения-записи

Однако в принципе необязательно использовать функцию open для открытия файла. В качестве альтернативы можно также использовать конструктор объектов-потоков и передавать в них путь к файлу и режим открытия:

fstream(путь) fstream(путь, режим)

При вызове конструктора, в который передан путь к файлу, данный файл будет автоматически открываться:

std::ofstream out("hello.txt"); std::ifstream in("hello.txt"); std::fstream fs("hello.txt", std::ios::app);

В данном случае предполагается, что файл «hello.txt» располагается в той же папке, где и файл программы.

Вообще использование конструкторов для открытия потока является более предпочтительным, так как определение переменной, представляющей файловой поток, уже преполагает, что этот поток будет открыт для чтения или записи. А использование конструктора избавит от ситуации, когда мы забудем открыть поток, но при этом начнем его использовать.

В процессе работы мы можем проверить, окрыт ли файл с помощью функции is_open() . Если файл открыт, то она возвращает true:

std::ifstream in; // поток для чтения in.open(«hello.txt»); // окрываем файл для чтения // если файл открыт if (in.is_open())

Закрытие файла

После завершения работы с файлом его следует закрыть с помощью функции close() . Также стоит отметить, то при выходе объекта потока из области видимости, он удаляется, и у него автоматически вызывается функция close.

#include #include int main() < std::ofstream out; // поток для записи out.open("hello.txt"); // окрываем файл для записи out.close(); // закрываем файл std::ifstream in; // поток для чтения in.open("hello.txt"); // окрываем файл для чтения in.close(); // закрываем файл std::fstream fs; // поток для чтения-записи fs.open("hello.txt"); // окрываем файл для чтения-записи fs.close(); // закрываем файл >

При помощи какого оператора текстовый файл открывается для перезаписи

Открывается файл при помощи встроенной процедуры open . Процедура получает три параметра: переменную для создаваемого дескриптора, строку, обозначающую режим открытия (чтение, запись или что-то ещё), и, наконец, имя файла:

Perl
my $file; open $file, ', 'MyFile.txt'; открытие для чтения

Мы обожаем совмещать объявление переменной для дескриптора с вызовом процедуры open :

Perl
open my $file, ', 'MyFile.txt';

Perl
open my $file, '>', 'MyFile.txt'; открытие для записи

В примерах использования процедуры open указывалось относительное имя файла — по отношению к директории, являющейся для данной программы текущей. Сразу после запуска программы это та директория, из которой запущена программа. Но текущая директория может быть изменена процедурой chdir :

Perl
chdir '/';

Нет никаких противопоказаний к тому, чтобы задавать при открытии абсолютное имя файла:

Perl
open my $passwd, ', '/etc/passwd';

В некоторых операционных системах, в полных именах файлов применяется другой разделитель директорий. Например, в Microsoft DOS и Microsoft Windows вместо слэша / применяется разделитель бэкслэш \ . Тем не менее, задавая полное имя в программе на Perl при открытии, следует использовать слэш: ‘/c:/dos/autoexec.bat’ .

Закрытие

Интуиция подсказывает нам, что всё, что открывается, должно быть рано или поздно закрыто. Это верно и для файлов. Любой сценарий ввода/вывода устроен одинаково: открытие, собственно ввод или вывод, и, наконец, закрытие.

Закрытие файла освобождает ресурсы операционной системы, занятые при открытии, и гарантирует, что данные, записанные в файл, дойдут по назначению. После закрытия переменная-дескриптор теряет актуальность и не может быть использована для ввода/вывода.

Для закрытия файлов служит встроенная процедура close :

Perl
close $file;

Обработка ошибок при открытии и закрытии файлов

Не стоит ожидать, что открытие файла всегда будет успешным. Есть много причин, которые могут помешать. Среди них:

• отсутствие нужного файла;
• отсутствие прав на чтение или запись;
• неполадки с носителем: испорченный диск или флешка, перебои с сетью в случае сетевых файлов.

В этих и подобных случаях все дальнейшие операции с файлом потеряют всякий смысл и лишь приведут Perl в ярость. Однако процедура open в своём возвращаемом значении сообщает об итоге операции: при успехе возвращает истинное значение, а при неудаче — ложное. Хорошо написанная программа должна проверять это значение, и действовать в зависимости от него. Например, при неудачном открытии завершить работу программы с выдачей соответствующего сообщения:

Perl
if(open …) < работа с файлом и последующее закрытие > else < die "Невозможно открыть файл: $!\n"; >

Обратите внимание на специальную переменную $! . В случае возникновения ошибки в эту переменную автоматически помещается текст, объясняющий причину ошибки, например, Нет такого файла или каталога или Отказано в доступе или что-то ещё. Текст в $! , в зависимости от системных настроек, может быть на другом языке.

Гораздо изящней выглядит следующая идиома:

Perl
open … or die "Невозможно открыть файл: $!\n";

В этом логическом выражении два операнда. Если первый (то, что возвращает open ) принимает истинное значение, то в вычислении второго нет нужды, так как всё выражение уже заведомо истинно. Если же open возвратит ложное значение, то значение всего выражения определяется по второму операнду, который в этом случае должен быть вычислен. Для вычисления будет вызвана процедура die со всеми вытекающими последствиями.

Конечно, программа не обязана завершать работу при неудачном открытии файла. Например, если предполагается обработка нескольких файлов, можно просто перейти к следующему, сообщив об ошибке при помощи процедуры warn :

Perl
for(@fileNames) < open my $file, ', $_ or warn "Невозможно открыть файл $_: $!" and next; работа с очередным файлом и последующее его закрытие >

Чтение

Имеется два способа чтения из дескриптора: побайтное/посимвольное и построчное.

Побайтное и посимвольное чтение

При побайтном/посимвольном чтении файла программа запрашивает у открытого дескриптора очередную порцию данных нужного размера и предоставляет скалярную переменную для запрошенных данных. Для чтения служит встроенная процедура read :

Perl
read $file, $buffer, 16;

В этом примере предполагается, что $file — дескриптор файла, открытого для чтения, и что размер очередной запрошенной дозы информации — шестнадцать байт. Эти шестнадцать байт отправляются в переменную $buffer . После выполнения такой команды дескриптор выражает готовность читать дальше.

Можно представлять себе файл, открытый для чтения, как последовательность байтов. Воображаемый указатель отделяет уже прочитанную часть последовательности от ещё непрочитанной. Операция чтения приводит, помимо прочего, к сдвигу указателя к концу файла. За счёт этого следующая команда чтения получит доступ к новой порции данных. Дескриптор файла хранит в себе разнообразную информацию об открытом файле, и, в том числе, этот указатель — номер первого непрочитанного байта. Сразу после открытия указатель равен нулю.

Что же будет, если запросить при чтении больше байт, чем размер непрочитанной части файла? Ничего страшного, компьютер не сломается. Просто в переменную-буфер отправится меньше байт, чем было запрошено. Контролировать это явление удобно, пользуясь возвращаемым значением процедуры read — это количество байт, которое удалось прочесть. Широко распространена при программировании на Perl такая идиома:

Perl
while(read $file, $buffer, $size) < сделать что-то с $buffer >

Здесь значение, возвращённое из read , используется в качестве условия цикла. Рано или поздно файл будет прочитан до конца, и следующий вызов read возвратит ноль (ложное значение). Это прервёт цикл, что нам, собственно, и нужно.

Построчное чтение

В отличие от побайтного/посимвольного чтения, когда запрашивается заданное количество байтов или символов, при построчном чтении размер прочитанного заранее не оговаривается. Вместо этого считывается строка — последовательность байтов или символов вплоть до символа или символов, обозначающих конец строки.

Построчное чтение осуществляется оператором . Код < $file >приводит к считыванию очередной строки из дескриптора $file в переменную по умолчанию $_ .

Для последовательной обработки всех строк файла удобно использовать цикл while . Например, программа, печатающая содержимое файла на экран, строка за строкой, могла бы выглядеть так:

Perl
open my $file, ', 'file.txt' or die "Невозможно открыть файл: $!\n"; while($file>) < print; >

Здесь читатель справедливо задаётся вопросом: что именно печатает процедура print в теле цикла? Переменную по умолчанию, конечно. Можно было бы написать print $_ , но вряд ли это добавит ясности.

Другой пример. В уже открытом файле записаны числа, по одному в строке. Требуется вывести на экран их сумму.

Perl
my $sum=0; while($file>) < chomp; $sum+=$_; > print "$sum\n";

Команда chomp необходима вот по какой причине. Оператор вместе со строкой считывает и завершающий строку символ, который создаст проблему, если считанная строка впоследствии будет участвовать в арифметическом выражении. Встроенная процедура chomp удаляет этот символ, если строка заканчивается им. Если же последний символ другой, процедура ничего не делает. такая предосторожность нужна на тот случай, если, к несчастью, файл не заканчивается символом конца строки. Тогда и последняя прочитанная из файла строка закончится чем-то другим. Имеется также процедура chop , которая удаляет и возвращает последний символ строки независимо от того, какой он. Обе процедуры, chop и chomp , работают со строкой, переданной как параметр, но в отсутствие параметра — с переменной $_ .

Не следует думать, что с оператором построчного чтения мы обречены на использование переменной $_ . Если требуется читать в другую переменную, используем присваивание:

Perl
$s=$file>;

Самое время сообщить об одной особенности оператора построчного чтения. Его смысл немного меняется, если оператор поместить в списочный контекст, то есть туда, где должен быть список. Например, если присвоить массиву:

Perl
@s=$file>;

В этом случае все строки, прочитанный из файла, заполнят массив. Ещё можно организовать переборный цикл:

Perl
print for $file>;

Этот код, как и приведённый выше цикл while , печатает строки файла на экран. К тому же результату приведёт код

Perl
print $file>;

(здесь пропущено слово for ). Но мы не рекомендуем такой подход, поскольку здесь сначала прочитываются все строки из файла, а затем передаются как список параметров в процедуру print . При этом все строки без всякой необходимости занимают память, а при большом файле объём памяти может быть очень велик.

Вообще, построчное чтение может создать похожую проблему, если в файле имеются очень длинные строки. И хотя это не характерно для текстовых файлов (например, созданных в текстовом редакторе), следует принимать это обстоятельство во внимание.

Запись

При открытии файла для чтения предполагается, что файл существует, в противном случае открытие приводит к ошибке. Если файл открывается для записи, требовать существования файла уже не стоит: отсутствующий файл создаётся пустым. Если же файл существовал, всё его содержимое уничтожается, и мы снова получаем пустой файл.

Для записи в дескриптор применяется давно знакомая нам процедура print , но не совсем так, как мы привыкли:

Perl
print $file $string;

Здесь содержимое строки $string записывается в открытый дескриптор $file . Обратите особое внимание на отсутствие запятой после первого параметра $file . С запятой смысл команды будет другим: в дескриптор ничего не запишется, а вместо этого программа выведет на экран строковое представление значений обеих переменных $file и $string :

GLOB(0x989e830)Привет!

(шестнадцатеричное число в скобках, скорее всего, будет другим, ну и вместо слова Привет! может оказаться другой текст). Число это нам ни о чём не говорит, как и загадочное слово GLOB вместе со скобками. Итак, если все параметры процедуры print разделены запятыми, все они печатаются на экран. Если после первого параметра нет запятой, этот параметр должен быть дескриптором, открытым для записи, а остальные параметры записываются в него:

Perl
print $file 'Hello, ', $user;

Можно все параметры после дескриптора заключить в скобки:

Perl
print $file('Hello, ', $user);

Один из видных специалистов по языку Perl рекомендует заключать дескриптор в фигурные скобки, чтобы зрительно отделить его от остальных параметров:

Perl
print $file> 'Hello, ', $user;

Форматированный вывод

Программисты часто встречаются с ситуацией, когда требуется в шаблонный текст в определённых местах поместить изменяющиеся фрагменты. Perl хорошо приспособлен для решения таких задач. Изменяющиеся части текста очень удобно поместить в переменную, а имя переменной вставить в нужное место в строку, заключённую в двойные кавычки:

Perl
print "Уважаемый $name! Вы задолжали $duty рублей. Уплатите до $date, иначе $punishment.\n";

Таким способом можно вставлять в шаблон и строки, и числа. Что касается чисел, в каких-то ситуациях может потребоваться их особое форматирование. Числа перед включением в шаблон может потребоваться округлить до нужного количества десятичных цифр после точки, дополнить слева нужным количеством нулей или пробелов, чтобы число хорошо смотрелось в таблице. Может потребоваться вставить число в двоичном или шестнадцатеричном формате.

Теперь подробнее о форматных строках и форматных метках.

Если вставляемое число нужно вывести как целое (то есть с отбрасыванием дробной части), метка имеет вид %d :

Perl
printf "Целая часть π равна %d\n", 3.1415926;

Целая часть π равна 3

Вот так можно выводить целые числа с выравниванием:

Perl
printf "%4d\n", $_**3 for 1..10;

 1 8 27 64 125 216 343 512 729 1000

Для выравнивания числа можно дополнять слева не пробелами, а нулями:

Perl
printf "%04d\n", $_**3 for 1..10;

0001 0008 0027 0064 0125 0216 0343 0512 0729 1000

Шестнадцатеричный формат с дополнением нулями до трёх цифр:

Perl
printf "%03X\n", $_**3 for 1..10

001 008 01B 040 07D 0D8 157 200 2D9 3E8

Двоичный формат с дополнением пробелами до четырёх знаков:

Perl
printf "%4B\n", $_ for 1..10;

 1 10 11 100 101 110 111 1000 1001 1010

Округление с двумя цифрами после десятичной точки:

Perl
printf "%.2f\n", rand for 1..10;

0.70 0.05 0.41 0.75 0.29 0.67 0.95 0.54 0.75 0.26

Приведённые примеры не охватывают все возможные форматы, понятные процедурам printf и sprintf , но для наших задач будет достаточно и этого.

Использование знака процента как признака метки лишает нас возможности использовать его в форматной строке как таковой. Эта трудность не новая для нас, и разрешается она уже хорошо знакомым способом. Комбинация из двух знаков процента означает одиночный знак процента (подобно тому, как \\ внутри «» -строк означает один бэкслэш):

Perl
$p=38; $x=43; printf "%d%% от %d равно %d\n", $p, $x, $p/100*$x;

38% от 43 равно 16

Точно так же, как и print , процедура printf может осуществлять вывод не только на экран, но и дескриптор файла, открытого для записи или для добавления:

Perl
printf $file> …;

Файловая система

Стандартные дескрипторы

Организация ввода и вывода данных с использованием файлов

Будьте внимательны! У Вас есть 10 минут на прохождение теста. Система оценивания — 5 балльная. Разбалловка теста — 3,4,5 баллов, в зависимости от сложности вопроса. Порядок заданий и вариантов ответов в тесте случайный. С допущенными ошибками и верными ответами можно будет ознакомиться после прохождения теста. Удачи!

Система оценки: 5 балльная

Список вопросов теста

Вопрос 1

Сколько байтов памяти занимает признак конца строки в текстовом файле?

Вопрос 2

В каком виде хранятся данные на устройствах внешней памяти?

Варианты ответов

• В виде информационных структур
• В виде программ
• В виде файлов
• В виде текста

Вопрос 3

Без пробелов запишите условие описанного цикла для считывания массива чисел из файла?
while . do
read (f, a[i]);

Вопрос 4

Какое количество памяти занимает один символ в текстовом файле?

Варианты ответов

• 1 бит
• 1 байт
• 6 байт
• 2 байта

Вопрос 5

Укажите верный порядок следования операторов в программе?

Варианты ответов

• assign (f, s);
• reset (f);
• read (f, s);
• close (f);

Вопрос 6

Что будет записано в файл f при выполнении оператора writeln (f)?

Варианты ответов

• Признак EOLN
• Пробел
• Ничего
• Признак EOF

Вопрос 7

Укажите соответствие между операторами и их описаниями.

Назначает файловой переменной файл с указанным названием

Считывает данные из текстового файла, соответствующего переменной f

Открывает текстовый файл для чтения

Варианты ответов

• readln (f, s);
• close (f);
• assign (f, s);
• reset (f);

Вопрос 8

При помощи какого оператора текстовый файл открывается для перезаписи?

Варианты ответов

• assign (f, s);
• eoln (f);
• rewrite (f);
• close (f);

Вопрос 9

Какие разновидности файлов существуют?

Варианты ответов

• Текстовые
• Рекурсивные
• Типизированные
• Нетипизированные

Вопрос 10

Какой тип в языке Pascal имеет файловая переменная, для обращения к текстовому файлу?