Knyga/Failų tvarkymas

Ką išmoksi šiame skyriuje?

• Kaip skaityti ir rašyti tekstinius failus naudojant open()
• Kuo skiriasi failo atidarymas su with ir be jo
• Kaip naudoti pagrindinius failų darbo režimus: "r", "w", "a", "x"
• Kaip naudoti read(), readline(), write()
• Kaip naudoti failus realioje programoje (pvz., telefono knygos saugojimui)
• Kaip išspausdinti failą naudojant subprocess modulį
• Kokie yra paketinio ir interaktyvaus duomenų apdorojimo skirtumai

Failų įvestis/išvestis

Štai paprastas failo įvesties ir išvesties (I/O, ang. Input/Output) pavyzdys:

# Rašyti į failą
with open("testas.txt", "wt") as rašomas_failas:
    rašomas_failas.write("Šis tekstas bus išsiųstas į failą\nPažiūrėk ir pamatysi!")

# Skaityti failą
with open("testas.txt", "rt") as skaitomas_failas:
    tekstas = skaitomas_failas.read()

print(tekstas)

Failo testas.txt išvestis ir turinys yra:

Šis tekstas bus išsiųstas į failą
Pažiūrėk ir pamatysi!

Atkreipk dėmesį, kad programa sukūrė failą pavadinimu testas.txt kataloge, iš kurio paleidai programą. Eilutėje esantis \n nurodo Python'ui toje vietoje peršokti į naują eilutę.

Apžvelkime visus veiksmus su failais:

• Gauk failo objektą su funkcija open
• Skaityk iš arba rašyk į failo objektą (priklausomai nuo to, kokiu režimu jis buvo atidarytas)
• Jeigu failui atidaryti nenaudojai funkcijos with, turėsi jį uždaryti rankiniu būdu

Pirmas žingsnis yra gauti failo objektą. Tai galima padaryti naudojant funkciją open. Formatas yra failo_objektas = open(failo_pavadinimas, režimas), kur failo_objektas yra kintamasis, į kurį reikia įdėti failo objektą, failo_pavadinimas yra eilutė su failo pavadinimu, o režimas yra "rt", kad (ang. read) skaityti failą kaip tekstą arba "wt" (write) rašyti į failą kaip tekstą (ir keletą kitų režimų, kuriuos čia praleisime). Toliau galima iškviesti failų objektų funkcijas. Dvi dažniausiai naudojamos funkcijos yra read (skaityti) ir write (rašyti). Funkcija write prideda eilutę prie failo pabaigos. Funkcija read nuskaito failo turinį ir grąžina jį kaip eilutę (kaip padaryta pavyzdyje).

O dabar čia yra nauja telefono numerių programos versija, kurią jau sukūrei anksčiau:

def spausdink_numerius(numeriai):
    print("Telefono numeriai:")
    for k, v in numeriai.items():
        print("Vardas:", k, "\tTelefono numeris:", v)
    print()

def pridėk_numerį(numeriai, vardas, numeris):
    numeriai[vardas] = numeris

def surask_numerį(numeriai, vardas):
    if vardas in numeriai:
        return "Telefono numeris yra " + numeriai[vardas]
    else:
        return vardas + " nebuvo rastas"

def pašalink_numerį(numeriai, vardas):
    if vardas in numeriai:
        del numeriai[vardas]
    else:
        print(vardas," nebuvo rastas")

def įkelti_numerius(numeriai, failo_pavadinimas):
    skaitymo_failas = open(failo_pavadinimas, "rt")
    while True:
        skaitoma_eilutė = skaitymo_failas.readline()
        if not skaitoma_eilutė:
            break
        skaitoma_eilutė = skaitoma_eilutė.strip()
        vardas, numeris = skaitoma_eilutė.split(",")
        numeriai[vardas] = numeris
    skaitymo_failas.close()

def išsaugoti_numerius(numeriai, failo_pavadinimas):
    išvesties_failas = open(failo_pavadinimas, "wt")
    for k, v in numeriai.items():
        išvesties_failas.write(k + "," + v + "\n")
    išvesties_failas.close()

def spausdink_meniu():
    print('1. Spausdink telefonų numerius')
    print('2. Pridėk telefono numerį')
    print('3. Pašalink telefono numerį')
    print('4. Ieškok telefono numerio')
    print('5. Įkelk telefono numerius')
    print('6. Išsaugok telefono numerius')
    print('7. Išeik')
    print()

numeriai = {}
meniu_pasirinkimas = 0
spausdink_meniu()
while True:
    meniu_pasirinkimas = int(input("Įvesk skaičių (1-7): "))
    if meniu_pasirinkimas == 1:
        spausdink_numerius(numeriai)
    elif meniu_pasirinkimas == 2:
        print("Pridėk vardą ir telefono numerį")
        vardas = input("Vardas: ")
        numeris = input("Telefono numeris: ")
        pridėk_numerį(numeriai, vardas, numeris)
    elif meniu_pasirinkimas == 3:
        print("Pašalink vardą ir telefono numerį")
        vardas = input("Vardas: ")
        pašalink_numerį(numeriai, vardas)
    elif meniu_pasirinkimas == 4:
        print("Ieškok telefono numerio")
        vardas = input("Vardas: ")
        print(surask_numerį(numeriai, vardas))
    elif meniu_pasirinkimas == 5:
        failo_pavadinimas = input("Failo pavadinimas, kurį nori įkelti: ")
        įkelti_numerius(numeriai, failo_pavadinimas)
    elif meniu_pasirinkimas == 6:
        failo_pavadinimas = input("Failo pavadinimas išsaugojimui: ")
        išsaugoti_numerius(numeriai, failo_pavadinimas)
    elif meniu_pasirinkimas == 7:
        break
    else:
        spausdink_meniu()

print("Viso!")

Gali pastebėti, kad dabar kodas papildomai išsaugo ir perskaito failus. Štai dviejų programos vykdymų išvestis:

1. Spausdink telefonų numerius
2. Pridėk telefono numerį
3. Pašalink telefono numerį
4. Ieškok telefono numerio
5. Įkelk telefono numerius
6. Išsaugok telefono numerius
7. Išeik

Įvesk skaičių (1-7): 2
Pridėk vardą ir telefono numerį
Vardas: Liepa
Telefono numeris: 1234
Įvesk skaičių (1-7): 2
Pridėk vardą ir telefono numerį
Vardas: Benas
Telefono numeris: 4321
Įvesk skaičių (1-7): 1
Telefono numeriai:
Vardas: Liepa     Telefono numeris: 1234
Vardas: Benas     Telefono numeris: 4321

Įvesk skaičių (1-7): 6
Failo pavadinimas išsaugojimui: numeriai.txt
Įvesk skaičių (1-7): 7
Viso!

1. Spausdink telefonų numerius
2. Pridėk telefono numerį
3. Pašalink telefono numerį
4. Ieškok telefono numerio
5. Įkelk telefono numerius
6. Išsaugok telefono numerius
7. Išeik

Įvesk skaičių (1-7): 5
Failo pavadinimas, kurį nori įkelti: numeriai.txt
Įvesk skaičių (1-7): 1
Telefono numeriai:
Vardas: Liepa     Telefono numeris: 1234
Vardas: Benas     Telefono numeris: 4321

Įvesk skaičių (1-7): 7
Viso!

Naujos šios programos dalys yra:

def įkelti_numerius(numeriai, failo_pavadinimas):
    skaitymo_failas = open(failo_pavadinimas, "rt")
    while True:
        skaitoma_eilutė = skaitymo_failas.readline()
        if not skaitoma_eilutė:
            break
        skaitoma_eilutė = skaitoma_eilutė.strip()
        vardas, numeris = skaitoma_eilutė.split(",")
        numeriai[vardas] = numeris
    skaitymo_failas.close()

def išsaugoti_numerius(numeriai, failo_pavadinimas):
    išvesties_failas = open(failo_pavadinimas, "wt")
    for k, v in numeriai.items():
        išvesties_failas.write(k + "," + v + "\n")
    išvesties_failas.close()

Pirmiausia pažiūrėk į programos išsaugojimo dalį. Visų pirma, sukuriamas failo objektas su komanda open(failo_pavadinimas, "wt"). Toliau sukuriama eilutė kiekvienam telefono numeriui su komanda išvesties_failas.write(k + "," + v + "\n"). Tai išrašo eilutę, kurioje yra vardas, kablelis, telefono numeris, o po jos rašoma nauja eilutė.

Failo skaitymo dalis yra šiek tiek sudėtingesnė. Ji prasideda failo objekto gavimu. Tada ji naudoja while True: ciklą, kad tęstųsi ciklas tol, kol bus aptikta komanda break. Komanda skaitoma_eilutė = skaitymo_failas.readline() perskaito pirmą eilutę ir priskiria kintamajam skaitome_eilutė. Pasiekus failo pabaigą, funkcija readline grąžins tuščią eilutę. Sąlyginis sakinys if tai patikrina ir panaudojant komandą break nutraukia while ciklą. Funkcija readline perskaito ir grąžina vieną eilutę kartu su jos pabaigos simboliu. Tai yra tam, kad būtų galima spręsti ar tai yra tik tuščia eilutė, ar jau failo pabaiga. Taigi turime atsikratyti to paskutinio eilutės pabaigos simbolio. Komanda strip() pašalina eilutės pradžios ir pabaigos tuščius simbolius, įskaitant \n. Toliau eilutė vardas, numeris = skaitoma_eilutė.split(",") padalija eilutę ties kableliu į vardą ir telefono numerį ir visa tai įtraukiama į numeriai žodyną.

Darbo su failais režimai

Be "rt" ir "wt" yra ir kitų darbo su failais režimų. Lentelėje rasi visų režimų sąrašą:

Režimas	Paaiškinimas
"rt"	Tekstinio failo nuskaitymas
"wt"	Teksto rašymas į failą
"xt"	Naujo teskinio failo kūrimas. Jei toks failas jau egzistuoja bus gaunama klaida
"at"	Tekstinio failo papildymas. Failo turinys bus pildomas nuo esamo failo pabaigos
"r"	Sinonimas "rt" režimui. Tekstinio failo nuskaitymas
"w"	Sinonimas "w" režimui. Teksto rašymas į failą
"x"	Sinonimas "x" režimui. Naujo teskinio failo kūrimas. Jei toks failas jau egzistuoja bus gaunama klaida
"a"	Sinonimas "a" režimui. Tekstinio failo papildymas. Failo turinys bus pildomas nuo esamo failo pabaigos
"rb"	Dvejetainio duomenų failo nuskaitymas
"wb"	Dvejetainių duomenų rašymas į failą
"xb"	Naujo dvejetainio failo kūrimas. Jei toks failas jau egzistuoja bus gaunama klaida
"ab"	Dvejetainio failo papildymas. Failo turinys bus pildomas nuo esamo failo pabaigos
"r+"	Tekstinio failo skaitymas ir rašymas. Esamas failo turinys nėra išvalomas.
"w+"	Tekstinio failo skaitymas ir rašymas. Esamas failo turinys yra išvalomas rašant į failą.
"r+b"	Dvejetainio failo skaitymas ir rašymas. Esamas failo turinys nėra išvalomas.
"w+b"	Dvejetainio failo skaitymas ir rašymas. Esamas failo turinys yra išvalomas rašant į failą.

Dvvejetainiai režimai šiame vadovėlyje plačiau nagrinėjami nėra

Pagrindinės darbo su tekstiniais failais operacijos

Operacija	Paaiškinimas
failas.read()	Nuskaitomas visas failo turinys
failas.read(kiek)	Nuskaitomas nuordytas simbolių kiekis iš failo. Pvz naudojant failas.read(3) bus nuskaitomi 3 sekantys simboliai
failas.readline()	Nuskaitoma sekanti failo eilutė
failas.readlines()	Nuskaitomos visos failo eilutės. Grąžinamas sąrašas sudarytas iš teksto eilučių. readlines() dažnai vengiama naudoti su labai dideliai failais, nes užimą labai daug atminties.
failas.close()	Failo uždarymas. Uždarius failą veiksmai su juo negalimi. Atidarant failą naudojant with funkciją, jis bus uždarytas automatiškai, tad close() naudoti nebereikia
failas.write(rašomas_tekstas)	Įrašo nurodytą tekstą į failą.
failas.writelines(rašomo_teksto_eilučių_sąrašas)	Sąrašas sudarytas iš teskto eilučių yra įrašomas į failą. Kiekvienas sąrašo elementas bus įrašomas naujoje eilutėje. Jei nori kiekvieną eilutę atskiroje eilutėje, reikia pats įrašyti \n

Paketinis ir interaktyvus failų apdorojimas

Failai gali būti apdorojami įvairiais būdais. Vieni iš dažniausiai naudojamų ir naudingiausių būdų - tai paketinis duomenų apdorojimas ir interaktyvus duomenų apdorojimas.

Skaitymas iš failo yra vadinamas paketiniu duomenų apdorojimu, nes visi duomenys iš failo yra nuskaitomi ir apdorojami kaip vienas paketas. Tai reiškia, kad visi duomenys yra nuskaitomi iš failo į kompiuterio atmintį vienu metu ir toliau apdorojami kompiuterio procesorių, o ne tiesiogiai iš failo.

Pavyzdžiui, jei turi didelio dydžio tekstinį failą ir nori jį apdoroti programoje, failas bus nuskaitomas į atmintį ir tada apdorotas kaip vienas paketas, o ne kaip atskiri duomenų elementai.

Interaktyvus duomenų apdorojimas – tai būdas dirbti su duomenimis, kai vartotojas gali manipuliuoti įvairiais nustatymais, o ne laikytis iš anksto užprogramuotų algoritmų. Tai leidžia geriau valdyti rezultatus ir geriau suprasti duomenis.

Pažangesnis .txt failų naudojimas

Galbūt tau kyla toks klausimas: „Aš žinau, kaip skaityti ir rašyti tekstinį failą, bet ką daryti, jei noriu atspausdinti failą spausdintuvu?"

Yra keletas skirtingų būdų, kaip tai padaryti. Iš tikrųjų, pats lengviausias būdas yra atidaryti kitą programą, tada leisti viskuo pasirūpinti Python'o kodui, kad tau nereikėtų pačiam failo atidarinėti ir spausdinti. Šis metodas apima kitos programos subproceso (arba antrinis procesas; biblioteka 'subprocess') iškvietimą.

Prisimeni failą, į kurį įrašėme išvestį aukščiau esančioje programoje? Panaudokime tą failą. Turėk omenyje, kad norint išvengti klaidų, ši programa naudoja sąvokas iš kito skyriaus. Nedvejodamas gali dar kartą peržiūrėti šį pavyzdį po kito skyriaus.

import subprocess
def pagrindinis():
    try:
        print("Ši maža programa iškviečia spausdinimo funkciją Notepad programoje")
        #Atspausdinkime failą, kurį sukūrėme aukščiau esančioje programoje
        subprocess.call(['notepad','/p','numeriai.txt'])
    except WindowsError:
        print("Pakviesto subproceso nėra arba jo negalima iškviesti.")

pagrindinis()

subprocess.call turi tris argumentus. Pirmasis argumentas šio pavyzdžio kontekste turėtų būti programos pavadinimas, iš kurios nori iškviesti spausdinimo subprocesą. Antrasis argumentas turėtų būti konkretus tos programos subprocesas. Kad būtų paprasčiau, tiesiog suprask, kad šioje programoje '/p' yra subprocesas, naudojamas norint pasiekti spausdintuvą per nurodytą programą. Paskutinis argumentas turėtų būti failo pavadinimas, kurį norite siųsti į spausdinimo subprocesą. Šiuo atveju tai yra tas pats failas, naudotas anksčiau šiame skyriuje.

💡 veikia tik tada, kai yra įdiegtas Notepad ir dirbama su Windows OS.

Pratimai

1. Parašyk programą, kuri suskaičiuotų, kiek faile yra eilučių.

Sprendimas
failas = input("Kokio failo eilutes skaičiuoti? ") įvesties_failas = open(failas, "r") eilutės = įvesties_failas.readlines() įvesties_failas.close() print("Failas", failas, "turi", len(eilutės), " eilutes")

2. Parašyk programą, kuri nukopijuotų vieno failo lygines eilutes į kitą failą.

Sprendimas

įvesties_failo_pavadinimas = input("Kokio failo eilutes kopijuoti? ") įvesties_failas = open(įvesties_failo_pavadinimas, "r") išvesties_failo_pavadinimas = input("Į kokį failą išsaugoti lygines eilutes? ") išvesties_failas = open(išvesties_failo_pavadinimas, "w") eilutės_numeris = 0 while True: eilutė = įvesties_failas.readline() eilutės_numeris = eilutės_numeris + 1 if not eilutė: break else: if (eilutės_numeris % 2) == 0: išvesties_failas.write(eilutė) įvesties_failas.close() išvesties_failas.close()

3. Dabar pakeisk pažymių programą iš skyriaus Žodynai, kad ji naudotų failus mokinių pažymiams saugoti.

Sprendimas

užduotys = ['nd sk 1', 'nd sk 2', 'viktorina ', 'nd sk 3', 'testas'] mokiniai = { } def įkelti_pažymius(pažymių_failas): įvesties_failas = open(pažymių_failas, "r") pažymiai = [ ] while True: mokinys_ir_pažymys = įvesties_failas.readline() mokinys_ir_pažymys = mokinys_ir_pažymys[:-1] if not mokinys_ir_pažymys: break else: mokinio_vardas, mokinio_pažymiai = mokinys_ir_pažymys.split(",") mokinio_pažymiai = mokinio_pažymiai.split(" ") mokiniai[mokinio_vardas] = mokinio_pažymiai įvesties_failas.close() print("Pažymiai įkelti.") def išsaugoti_pažymius(pažymių_failas): išvesties_failas = open(pažymių_failas, "w") for k, v in mokiniai.items(): išvesties_failas.write(k + ",") for x in v: išvesties_failas.write(str(x) + " ") išvesties_failas.write("\n") išvesties_failas.close() print("Pažymiai išsaugoti.") def spausdink_meniu(): print("1. Pridėk mokinį") print("2. Pašalink mokinį") print("3. Įkrauti pažymius") print("4. Įrašyk pažymį") print("5. Spausdink pažymius") print("6. Įšsaugoti pažymius") print("7. Spausdink meniu") print("9. Išeik") def spausdink_visus_pažymius(): if mokiniai: raktai = sorted(mokiniai.keys()) print('\t', end=' ') for x in užduotys: print(x, '\t', end=' ') print() for x in raktai: print(x, '\t', end=' ') pažymiai = mokiniai[x] spausdink_pažymius(pažymiai) else: print("Neradau pažymių spausdinimui.") def spausdink_pažymius(pažymiai): for x in pažymiai: print(x, '\t', end=' ') print() spausdink_meniu() meniu_pasirinkimas = 0 while meniu_pasirinkimas != 9: print() meniu_pasirinkimas = int(input("Meniu pasirinkimas: ")) if meniu_pasirinkimas == 1: vardas = input("Pridėk mokinį: ") mokiniai[vardas] = [0] * len(užduotys) elif meniu_pasirinkimas == 2: vardas = input("Pašalink mokinį: ") if vardas in mokiniai: del mokiniai[vardas] else: print("Mokinys vardu:", vardas, " nerastas.") elif meniu_pasirinkimas == 3: pažymių_failas = input("Įkrauti pažymius iš kokio failo? ") įkelti_pažymius(pažymių_failas) elif meniu_pasirinkimas == 4: print("Įrašyk pažymį") vardas = input("Mokinys: ") if vardas in mokiniai: pažymiai = mokiniai[vardas] print("Įrašyk mokinio pažymį") print("Įrašyk 0 (nulį), kad išeitum") for i,x in enumerate(užduotys): print(i + 1, x, '\t', end=' ') print() spausdink_pažymius(pažymiai) kuris = 1234 while kuris != -1: kuris = int(input("Pažymys, kurį nori pakeisti: ")) kuris -= 1 if 0 <= kuris < len(pažymiai): pažymys = int(input("Pažymys: ")) pažymiai[kuris] = pažymys elif kuris != -1: print("Klaidingas pažymys") else: print("Mokinys nerastas") elif meniu_pasirinkimas == 5: spausdink_visus_pažymius() elif meniu_pasirinkimas == 6: pažymių_failas = input("Į kokį failą išsaugoti pažymius? ") išsaugoti_pažymius(pažymių_failas) elif meniu_pasirinkimas != 9: spausdink_meniu()