d04_pliki.md

Dodatek 4. Operacje na plikach

Często źródłem danych w programach są pliki. Jeżeli plik zawiera tekst, czyli znaki, które możemy wyświetlić na ekranie, to nazywamy go plikiem tekstowym. Taki plik możemy odczytać w edytorze tekstu, na przykład w Notatniku. Istnieją również pliki, których treści nie interpretujemy jako tekst, na przykład obrazy. Nazywamy je plikami binarnymi.

Oba rodzaje plików możemy odczytywać i zapisywać w Pythonie, jednak w tym artykule skupimy się na plikach tekstowych. Kiedy nauczysz się pracować z nimi, operacje na plikach binarnych nie będą już dla Ciebie stanowiły żadnego problemu.

Ścieżka pliku

Najważniejszym atrybutem pliku jest jego ścieżka, która mówi w jakim miejscu w strukturze katalogów i pod jaką nazwą się znajduje. Przykładowo, jeżeli w systemie Windows zalogujesz się jako użytkownik "Ala" i utworzysz plik "kot.txt" w katalogu "Moje Dokumenty", to ścieżka tego pliku będzie najprawdopodobniej wyglądała tak: C:\Users\Ala\Documents\kot.txt.

Ścieżki w Pythonie trzymamy w stringach, na przykład:

>>> sciezka_pliku_kot = 'C:\Users\Ala\Documents\kot.txt'
>>> print(sciezka_pliku_kot)
C:\Users\Ala\Documents\kot.txt

W powyższym przykładzie zdefiniowaliśmy ścieżkę bezwzględną, czyli taką, która dokładnie określa katalog w jakim znajduje się plik (C:\Users\Ala\Documents). Jeżeli odnosimy się do pliku względem katalogu, w którym znajduje się nasz program, możemy zdefiniować ścieżkę względną. Na przykład możemy podać tylko nazwę pliku: kot.txt. Wtedy Python uzna, że szukamy pliku w tym samym katalogu co program. Możemy też powiedzieć, że plik znajduje się w katalogu "wyżej": ..\kot.txt.

Niezależnie od wybranej metody, aby operować na pliku będziemy potrzebowali jego ścieżki.

Czytanie pliku

Dostęp do pliku daje nam funkcja wbudowana open, która jako argument przyjmuje ścieżkę:

>>> plik = open(sciezka)

Gdy zdefiniujemy sobie plik, możemy odczytać całą jego treść wywołując metodę read:

>>> dane = plik.read()
>>> print(dane)
zawartość pliku

Możemy również iterować po pliku, linijka po linijce:

for linia in plik:
    print(linia)

Gdy odczytamy plik, ponowna próba odczytu zwróci nam pusty string. Dzieje się tak, ponieważ Python trzyma informację o miejscu w którym skończyliśmy odczyt pliku i kolejne odczyty zaczyna od tego miejsca. Jeżeli ta pozycja to koniec pliku, ponowna próba odczytu nic nie zwróci. Chcąc przeczytać plik od nowa musimy wywołać metodę seek z argumentem 0, co przestawi pozycję odczytu na sam początek:

>>> plik = open('kot.txt')
>>> plik.read()
'ala ma kota'
>>> plik.read()
''
>>> plik.seek(0)
>>> plik.read()
'ala ma kota'
>>> plik.read()
''

Pisanie do pliku

Otwierając plik funkcją open możemy zdecydować, czy będziemy wykonywali na nim odczyt czy zapis. Domyślnie Python zakłada odczyt. Jeżeli chcemy wprost określić tryb (mode) pracy z plikiem, musimy przekazać drugi argument, który powinien być stringiem. Jeżeli wybierzemy 'r' (read), to plik będziemy mogli tylko odczytywać. Jeżeli 'w' (write), to możliwy będzie tylko zapis. Dostępnych trybów jest więcej, o wszystkich przeczytasz w dokumentacji metody open.

Po otwarciu pliku w trybie zapisu, możemy wpisać do pliku tekst metodą write:

>>> plik = open('kot.txt', 'w')
>>> plik.write('ala ma kota')

Jeżeli przed otwarciem pliku znajdował się w nim jakiś tekst, to po wywołaniu metody write zostanie on nadpisany. Jednak kolejne zapisy na już otwartym pliku spowodują, że tekst będzie dopisywany na końcu.

>>> sciezka = 'kot.txt'
>>> open(sciezka).read()
'na początku był taki tekst'
>>> plik = open(sciezka, 'w')
>>> plik.write('teraz nadpiszemy')
>>> plik.write(' tamten tekst')
>>> plik.close()
>>> open(sciezka).read()
'teraz nadpiszemy tamten tekst'

Zwróć uwagę, że w powyższym przykładzie po zapisaniu tekstu wywołaliśmy metodę close. W ten sposób zamknęliśmy plik, powodując zachowanie danych na dysku. Gdybyśmy tego nie zrobili, wywołanie metody read zwróciłoby pierwotną zawartość pliku. Metodę close należy stosować jeżeli po zapisie chcemy ponownie odczytać ten sam plik. W przeciwnym wypadku Python sam zadba o zamknięcie pliku: zrobi to jeżeli zakończy się funkcja, w której otworzyliśmy plik albo gdy program zakończy swoje działanie.

Znak nowej linii

Operując na plikach tekstowych natkniemy się na znak nowej linii, który w Pythonie jest reprezentowany jako string o treści \n (ukośnik i litera "n"). Oznacza on miejsce, w którym kończy się linia tekstu. Sam znak nie ma w sobie nic szczególnego, jest po prostu znakiem jak a czy 7. Natomiast przyjmuje się, że znak nowej linii ma specjalne znaczenie, aby umożliwić podział tekstu na osobne linie. Dlatego też jest on traktowany inaczej niż inne znaki, np. funkcja print zastąpi go przejściem do nowej linii. Co istotne, znak ten nie jest bezpośrednio związany z plikami - może być częścią dowolnego stringa.

>>> s = 'pierwsza linia\ndruga linia'
>>> print(s)
pierwsza linia
druga linia