عملیات ورودی/خروجی در برنامه نویسی پایتون

4 سال پیش

عملیات ورودی/خروجی در برنامه نویسی پایتون

در این درس از مجموعه آموزش برنامه نویسی سایت سورس باران، با عملیات ورودی/خروجی در برنامه نویسی پایتون (Python File I/O) آشنا خواهید شد. به طور خاص ، باز کردن یک فایل، خواندن آن، نوشتن در آن، بستن آن ، و روش های مختلف فایل که باید از آنها آگاهی داشته باشید.

پیشنهاد ویژه : آموزش طراحی وب سایت با پایتون

فایل ها در پایتون

برای ذخیره اطلاعات مربوط به فایل ها، مکانهایی بر روی دیسک نامگذاری شده اند. آنها برای ذخیره دائمی داده ها در یک حافظه غیر فرار (به عنوان مثال دیسک سخت) استفاده می شوند.

از آنجا که حافظه دسترسی تصادفی (RAM) فرار است (که با خاموش شدن رایانه، داده های خود را از دست می دهد) ، با ذخیره دائمی آنها، از فایل ها برای استفاده در آینده از داده ها استفاده می کنیم.

وقتی می خواهیم فایلی را بخوانیم یا روی آن بنویسیم، ابتدا باید آن را باز کنیم. وقتی کار ما تمام شد، باید بسته شود تا منابعی که با پرونده گره خورده اند آزاد شوند.

از این رو در پایتون یک عملیات فایل به ترتیب زیر انجام می شود:

پرونده ای را باز کنید
خواندن یا نوشتن (انجام عملیات)
پرونده را ببندید

باز کردن فایل ها در پایتون

پایتون برای باز کردن یک پرونده از تابع داخلی ()open استفاده می کند. این تابع یک شی فایل را برمی گرداند، که به آن هندل نیز گفته می شود، زیرا برای خواندن یا اصلاح پرونده بر اساس آن استفاده می شود.

>>> f = open("test.txt")    # open file in current directory
>>> f = open("C:/Python38/README.txt")  # specifying full path

ما می توانیم حالت را هنگام باز کردن یک پرونده مشخص کنیم. در حالت ،به عنوان مثال می خواهیم r را بخوانیم، w را بنویسیم یا a را به پرونده اضافه کنیم. همچنین می توانیم تعیین کنیم که آیا می خواهیم پرونده را در حالت متن یا حالت باینری باز کنیم.

پیش فرض خواندن در حالت متن است. در این حالت، هنگام خواندن پرونده، رشته هایی را بدست می آوریم.

از طرف دیگر، حالت باینری بایت را برمی گرداند و این مدی است که هنگام کار با پرونده های غیر متنی مانند تصاویر یا فایلهای اجرایی استفاده می شود.

حالت	توضیحات
`r`	فایلی را برای خواندن باز می کند. (پیش فرض)
`w`	پرونده ای را برای نوشتن باز می کند. اگر پرونده ای وجود نداشته باشد، پرونده جدیدی ایجاد می کند یا در صورت وجود پرونده را کوتاه می کند.
`x`	فایلی را برای ایجاد انحصاری باز می کند. اگر پرونده از قبل وجود داشته باشد، عملیات ناموفق است.
`a`	فایلی را برای ضمیمه در انتهای پرونده بدون کوتاه کردن آن باز می کند. در صورت عدم وجود یک پرونده جدید ایجاد می کند.
`t`	در حالت متن باز می شود. (پیش فرض)
`b`	در حالت باینری باز می شود.
`+`	پرونده ای را برای به روزرسانی (خواندن و نوشتن) باز می کند

f = open("test.txt")      # equivalent to 'r' or 'rt'
f = open("test.txt",'w')  # write in text mode
f = open("img.bmp",'r+b') # read and write in binary mode

برخلاف سایر زبانها، کاراکتر a تا زمان رمزگذاری با استفاده از ASCII (یا سایر رمزگذاری های معادل)، عدد ۹۷ را القا نمی کند.

علاوه بر این، رمزگذاری پیش فرض به پلت فرم بستگی دارد. در ویندوز cp1252 است اما در لینوکس utf-8 است.

بنابراین، ما همچنین نباید به رمزگذاری پیش فرض اعتماد کنیم وگرنه کد ما در سیستم عامل های مختلف رفتار متفاوتی خواهد داشت.

از این رو، هنگام کار با پرونده ها در حالت متن ، توصیه می شود نوع رمزگذاری را مشخص کنید.


f = open("test.txt", mode='r', encoding='utf-8')f = open("test.txt", mode='r', encoding='utf-8')

بستن فایل ها در پایتون

وقتی کار با فایلی را به پایان رساندیم، باید فایل را به درستی ببندیم.

با بستن فایل، منابعی که با این فایل گره خورده بودند آزاد می شود. این کار با استفاده از متد () close در پایتون انجام می شود.

f = open("test.txt", encoding = 'utf-8')
# perform file operations
f.close()

بستن فایل ها در پایتون با این روش کاملاً ایمن نیست. اگر هنگام انجام عملیات اتفاقی رخ دهد، کد بدون بسته شدن فایل خارج می شود.

یک روش ایمن تر، استفاده از بلوک try…finally است.

try:
   f = open("test.txt", encoding = 'utf-8')
   # perform file operations
finally:
   f.close()

به این ترتیب، ما تضمین می کنیم حتی اگر استثنایی رخ دهد که باعث توقف جریان برنامه شود، فایل به درستی بسته می شود.

بهترین راه برای بستن یک فایل استفاده از دستور with است.

همچنین دبگر نیازی نیست که روش () close را فراخوانی کنیم. به صورت داخلی انجام می شود.

with open("test.txt", encoding = 'utf-8') as f:
   # perform file operations

نوشتن فایل در پایتون

برای نوشتن یک فایل در پایتون، باید از حالت نوشتن w استفاده کنیم، یا برای ایجاد یک فایل جدید و منحصر به فرد از حالت x استفاده می کنیم.

ما باید در مورد حالت w مراقب باشیم، زیرا اگر این پرونده از قبل وجود داشته باشد، پرونده را بازنویسی می کند. به همین دلیل تمام داده های قبلی پاک می شوند.

نوشتن یک رشته یا دنباله بایت (برای پرونده های باینری) با استفاده از متد () write انجام می شود. این روش تعداد کاراکتر های نوشته شده در پرونده را برمی گرداند.

with open("test.txt",'w',encoding = 'utf-8') as f:
   f.write("my first file\n")
   f.write("This file\n\n")
   f.write("contains three lines\n")

این برنامه در صورت عدم وجود پرونده جدیدی به نام test.txt در فهرست فعلی ایجاد می کند. اگر وجود داشته باشد، بازنویسی می شود.

ما باید کاراکتر های خط جدید را خودمان قرار دهیم تا خطوط مختلف را از هم تشخیص دهیم.

خواندن فایلها در پایتون

برای خواندن یک فایل در پایتون، باید پرونده را در حالت خواندن r باز کنیم.

روشهای مختلفی برای این منظور در دسترس است. ما می توانیم از روش (read (size برای خواندن تعداد داده استفاده کنیم. اگر پارامتر size مشخص نشده باشد، تا پایان پرونده خوانده شده و برمی گردد.

ما می توانیم فایل text.txt را که در بخش بالا نوشتیم به روش زیر بخوانیم:

>>> f = open("test.txt",'r',encoding = 'utf-8')
>>> f.read(4)    # read the first 4 data
'This'

>>> f.read(4)    # read the next 4 data
' is '

>>> f.read()     # read in the rest till end of file
'my first file\nThis file\ncontains three lines\n'

>>> f.read()  # further reading returns empty sting
''

می توانیم ببینیم که متد() read خط جدیدی را به عنوان ‘\ n’ برمی گرداند. پس از رسیدن به پایان فایل، با خواندن بیشتر یک رشته خالی دریافت می کنیم.

می توانیم مکان نما (موقعیت) فایل فعلی خود را با استفاده از روش ()seek تغییر دهیم. به همین ترتیب، متد () tell موقعیت فعلی ما را برمی گرداند (به تعداد بایت).

>>> f.tell()    # get the current file position
۵۶

>>> f.seek(0)   # bring file cursor to initial position
۰

>>> print(f.read())  # read the entire file
This is my first file
This file
contains three lines

ما می توانیم یک فایل را خط به خط با استفاده از حلقه for بخوانیم. این کار هم کارآمد است و هم سریع.

>>> for line in f:
...     print(line, end = '')
...
This is my first file
This file
contains three lines

در این برنامه، خطوط موجود در پرونده شامل یک کاراکتر خط جدید \ n است. بنابراین، از پارامتر انتهایی تابع ()print استفاده می کنیم تا هنگام چاپ از دو خط جدید جلوگیری کنیم.

متناوباً، می توانیم از روش ()readline برای خواندن سطرهای جداگانه یک پرونده استفاده کنیم. این روش یک فایل را تا خط جدید، از جمله کاراکتر خط جدید می خواند.

>>> f.readline()
'This is my first file\n'

>>> f.readline()
'This file\n'

>>> f.readline()
'contains three lines\n'

>>> f.readline()
''

سرانجام، روش ()readlines لیستی از خطوط باقیمانده کل پرونده را برمی گرداند. تمام این روشهای خواندن با رسیدن به انتهای پرونده (EOF) مقادیر خالی را برمی گردانند.

>>> f.readlines()
['This is my first file\n', 'This file\n', 'contains three lines\n']

متد های فایل در پایتون

متد های مختلفی با شی فایل در دسترس است. برخی از آنها در مثالهای بالا استفاده شده است.

در اینجا لیست کاملی از روش ها در متن با شرح مختصر آورده شده است:

Method	Description
()close	فایل باز شده را می بندد. اگر فایل از قبل بسته باشد، تأثیری نخواهد داشت.
()detach	بافر اصلی باینری را از TextIOBase جدا کرده و برمی گرداند.
()fileno	یک عدد صحیح (توصیف کننده فایل) فایل را برمی گرداند.
()flush	بافر نوشتن جریان فایل را روشن می کند.
()isatty	اگر جریان فایل تعاملی باشد، `True`برمی گردد.
(read(`n`	حداکثر n کاراکتر از فایل را می خواند. در صورت منفی یا خالی بودن فایل، تا پایان فایلخوانده می شود.
()readable	اگر جریان فایل از روی آن قابل خواندن باشد، `True` برمی گردد.
(readline(`n`=-1	یک خط از فایل را می خواند و برمی گرداند. در صورت تعیین حداکثر n بایت می خواند.
(readlines(`n`=-1	لیستی از سطرهای فایل را می خواند و برمی گرداند. در صورت تعیین حداکثر n بایت / کاراکتر را می خواند.
(seek(`offset`,`from`=`SEEK_SET`	موقعیت فایل را به افست بایت تغییر می دهد، با توجه به (شروع، جریان، پایان).
()seekable	اگر جریان فایل از دسترسی تصادفی پشتیبانی کند، `True`برمی گردد.
()tell	مکان فایل فعلی را برمی گرداند.
(truncate(`size`=`None`	جریان فایل را به اندازه بایت تغییر اندازه می دهد. اگر اندازه مشخص نشده باشد، اندازه را به مکان فعلی تغییر دهید.
()writable	اگر جریان فایل قابلیت نوشتن، داشته باشد، `True` برمی گردد.
(write(`s`	رشته s را در فایل می نویسد و تعداد کاراکترهای نوشته شده را برمی گرداند.
(writelines(`lines`	لیستی از خطوط موجود در فایل را می نویسد.

منبع.

لیست جلسات قبل آموزش برنامه نویسی پایتون

نویسنده مطلب erfan molaei

عملیات ورودی/خروجی در برنامه نویسی پایتون

عملیات ورودی/خروجی در برنامه نویسی پایتون

فایل ها در پایتون

باز کردن فایل ها در پایتون

بستن فایل ها در پایتون

نوشتن فایل در پایتون

خواندن فایلها در پایتون

متد های فایل در پایتون

لیست جلسات قبل آموزش برنامه نویسی پایتون

دیدگاه شما

بدون دیدگاه

عملیات ورودی/خروجی در برنامه نویسی پایتون

فایل ها در پایتون

باز کردن فایل ها در پایتون

بستن فایل ها در پایتون

نوشتن فایل در پایتون

خواندن فایلها در پایتون

متد های فایل در پایتون

لیست جلسات قبل آموزش برنامه نویسی پایتون

دیدگاه شما

برای صرف‌نظر کردن از پاسخ‌گویی اینجا را کلیک نمایید.

بدون دیدگاه