16

Как ставить бинарный файл на дозапись питон

от admin

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:

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:

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

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

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.

Содержание

  • 1. Понятие о бинарных файлах. Представление информации в бинарных файлах
  • 2. Запись/чтение списка, который содержит вещественные числа. Пример
  • 3. Запись/чтение кортежа, содержащего строки символов. Пример
  • 4. Запись/чтение множества, содержащего вещественные числа. Пример
  • 5. Запись/чтение двумерной матрицы строк заданного размера. Пример
  • 6. Запись/чтение словаря. Пример
  • 7. Копирование одного бинарного файла в другой
  • 8. Объединение двух бинарных файлов

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.

Результат работы программы

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

Результат работы программы

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.

Результат работы программы

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.

Результат работы программы

Вид файла myfile6.bin

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

В примере матрица представлена в виде списка.

Результат работы программы

Вид файла myfile7.txt

6. Запись/чтение словаря. Пример

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

Результат работы программы

Вид файла myfile8.txt

7. Копирование одного бинарного файла в другой
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.

Name already in use

py_training_ru / lecture_08.md

  • Go to file T
  • Go to line L
  • Copy path
  • Copy permalink
  • Open with Desktop
  • View raw
  • Copy raw contents Copy raw contents

Copy raw contents

Copy raw contents

Лекция 8. Ввод-вывод в файлы. Конструкция with

Значки, используемые в тексте

  • �� — отмечает, что высказывание не совсем верно, но будет уточнено позднее.
  • ⭐ — выделяет определение нового понятия.
  • ❗ — привлекает внимание к высказыванию.
  • ☝️ — указывает на небольшое отступление от темы или уточнение.
  • �� — индикатор традиций и договорённостей.
  • ⚠️ — требуется осторожность: возможно, сложное высказывание.

Повторение терминов из седьмой лекции

  • Конструкция try-except-else — синтаскическая конструкция (сложное утверждение), предназначенная для обработки исключений из блока try в блоках except и выполнения блока else в случае отсутствия ошибок.
  • Утверждение raise — утверждение, дающее возможность непосредственно вызвать исключение в коде.

Что такое файл? С точки зрения Python, это объект файловой системы, поддерживающий потоковое чтение и запись.

Для того, чтобы начать работу с файлом (чтение или запись), необходимо открыть файл, с указанием вида работы.

Файл обычно идентифицируется именем, и Python также использует имя файла для его открытия, которое осуществляется встроенной функцией open() :

Функция open() принимает как минимум 1 аргумент — имя файла — и возвращает объект типа file (также встроенный в Python тип), с которым далее и ведётся работа. Вторым аргументом функции указывается способ работы, то есть чтение или запись; по умолчанию, файл открывается на чтение.

У объекта файла есть набор атрибутов и методов, которые в дальнейшем используются для работы с файлом.

Имя файла, связанного с объектом, доступно через атрибут file.name :

При отсутствии такого файла или невозможности открыть его (например, нет разрешений, либо файл является каталогом) возникнет исключение IOError .

Чтобы прочитать содержимое файла, используется метод file.read() . Он возвращает Python-строку ( str ) состоящую из всего содержимого файла, либо если передать ему 1 аргумент — целое число N, то строка будет состоять из первых N байт файла (либо файла целиком, если его размер меньше N байт).

Можно написать программу из 2 строк, которая выведет собственный код, для этого достаточно сохранить её в файл например program1.py и написать:

Указатель позиции в файле

Если вызвать метод file.read() без аргументов более одного раза, то он вернёт пустую строку:

Объяснение этому таково. Файл можно представить как упорядоченную последовательность байт, каждый из которых имеет индекс, начиная с 0 (первый байт) и до «размер файла — 1». При чтении данных из файла, каждый байт условно по очереди передаётся в строку-результат, и индекс (указатель на текущий байт) увеличивается. По окончании чтения, индекс остаётся в том же месте, и следующее чтение начнётся с этого индекса. Если мы уже прочитали весь файл, то логично, что данных после текущего указателя уже нет.

Метод file.read() не только читает данные из файла, но и увеличивает указатель на кол-во прочитанных байт. Если в цикле читать из файла по одному байту, то каждый раз в результате чтения будет следующий байт, до тех пор, пока мы не достигнем конца файла.

Текстовые и бинарные файлы

Во многих системах файлы бывают двух «разновидностей»: текстовые и двоичные (бинарные). В общем любой файл можно считать бинарным, особенно если нам не требуется работать с файлом по частям. Если мы считываем весь файл в строку с помощью метода file.read() , то далее мы можем работать со строкой, полностью игнорируя вид файла.

Главное отличие этих видов в семантике доступа: для текстовых файлов имеет смысл построчный доступ, для бинарных — посимвольный или буферизованный.

С точки зрения пользователя, вид файла не всегда имеет значение, скажем, файл с данными xml или json по содержанию является текстовым, но едва ли имеет смысл обрабатывать его построчно, так как данные представляют собой единую структуру. В то же время файл типа doc для пользователя представляет двоичную кодировку текста.

Работа с текстовыми файлами

Типичным текстовым файлом является файл программы на Python. Для построчного чтения текстовых файлов существует метод file.readline() , который читает строку из файла и увеличивает указатель на длину прочитанной строки. При этом конец строки определяется настройками текущей ОС: для Linux концом строки служит символ перевода строки «\n» (или «\x0a» ), для Windows — последовательность «\r\n» (или «\x0d\x0a» ).

Этот метод удобно использовать в цикле while , опять же проверяя, что считанная строка не пустая. Также в этом методе можно задавать максимальную длину считываемой строки.

Для большего удобства построчного чтения файлов целиком, в цикле for мы можем использовать метод file.readlines() :

Или даже ещё проще:

Объект типа файл является итерируемым, как списки и строки, и итерируется по строкам, содержащимся в файле.

Работа с бинарными файлами

Для итеративной (поблочной) работы с бинарными файлами используется метод file.read(N) , где N — размер считываемого блока. Проверять, что достигнут конец файла, можно, сравнивая длину результата с N, либо также считывать до получения пустой строки.

У бинарных файлов есть ещё одно отличие: мы можем узнать, где сейчас указатель, и передвинуть указатель вручную на нужное место. (То есть, мы можем это делать и в текстовых файлах, но там это бессмысленно.) Для этого предназначены два соответствующих метода: file.tell() и file.seek() .

Первый возвращает индекс байта, на котором сейчас указатель; второй — принимает число-индекс в качестве аргумента и устанавливает указатель на этот индекс.

Таким образом, мы в теории сможем при достижении конца файла вернуть указатель на начало и прочитать содержимое заново. Впрочем, на практике это крайне редко используется.

Для разрешения записи в файл, как мы уже упомянули выше, необходимо сообщить функции open() , что мы открываем файл на запись. Режим работы с файлом передаётся вторым аргументом функции open() и представляет собой строку.

Запись может быть двух видов: перезапись (создание файла, если его ещё нет, либо пересоздание файла, если он уже есть) и дозапись (добавление в конец файла, если он есть, либо ошибка IOError в случае отсутствия).

Режим записи обозначается строкой «w» , режим добавления — строкой «a» .

Далее, собственно писать в файл можно исользуя метод file.write() , который принимает параметр — Python-строку с содержимым для записи. При записи, как и при чтении, указатель позиции в файле увеличивается на количество записанных байт.

Однако если просто записать в открытый файл, записанные данные не сохранятся. Для сохранения данных необходимо закрыть файл, это делается методом file.close() .

Примечание: файлы сами закрываются при выходе из программы, но крайне рекомендуется закрывать их вручную во избежание ошибок.

Смешанные режимы открытия файла

Возможно также открыть файл в режиме, совмещающем чтение и запись. Существует три таких режима:

  • чтение с возможностью записи, режим «r+»
  • перезапись с возможностью чтения, режим «w+»
  • дозапись с возможностью чтения, режим «a+»

Они в целом соответствуют своим «основным» режимам.

Некоторые синтаксические конструкции, облегчающие работу с файлами

Представим себе ситуацию, что мы обрабатываем файл построчно и ищем какую-то строку, после которой дальнейшая обработка уже не имеет смысла. Используя цикл for , нам бы пришлось создавать переменную-флаг и «вхолостую» пробегать остаток файла, проверяя этот флаг в каждой итерации.

К счастью, в Python можно обойтись куда более простой конструкцией.

Утверждение break даёт команду немедленно выйти из цикла к следующему за ним утверждению, полностью пропустив оставшиеся итерации и также все утверждения, идущие в блоке кода цикла после break .

В данном случае будет выводиться на экран каждая строка до строки, содержащей «end», не включая её, потому что цикл закончится до вывода её на экран.

Утверждение break можно использовать не только в обработке файлов, и не только в цикле for : циклы while также поддерживают его. Но в любом другом блоке кода, который не относится к циклам, использование break является синтаксической ошибкой.

Утверждение continue является дополнением break : оно пропускает все следующие за ним утверждения в блоке кода цикла и переходит к следующей его итерации. В случае с циклом for это означает — к обработке следующего элемента (если он есть), в случае while — к следующей проверке условия.

Его удобно использовать, если нам нужно, наоборот, начать обработку файла с какой-то строки файла или пропустить обработку строки.

Этот код будет пропускать все строки файла до строки, содержащей «start», начиная с неё, он начнёт выводить все те строки, которые не содержат «skip».

Объект файла, будучи итерируемым объектом (типа контейнера) является ещё и так называемым контекстным менеджером.

Контекстный менеджер умеет автоматически выполнять некторые действия по окончанию выполнения определённого контекста, который задаётся конструкцией with :

БЛОК_КОДА в данном случае и является контекстом. Независимо от того, произошли ли ошибки в БЛОКе_КОДА, контекстный менеджер всегда выполнит завершающие действия, а именно для файлов — их закрытие.

Возьмём пример, использованный выше:

Его можно переписать так:

И файл автоматически будет закрыт по окончанию блока кода в with .

Записать в новый текстовый файл числа от 1 до 10 по одному в строке.

  • в файл можно записать только строковые данные.
  • В конец записываемой строки необходимо добавлять символы перевода строки, для Windows это последовательность «\r\n» .

Прочитать из записанного файла числа от 3 до 7 включительно, используя break и continue . В результате должен получиться список из 5 чисел.

Работа с файлами

Для открытия файлов в python используется функция open :

Режим Обозначение
‘r’ открытие на чтение (является значением по умолчанию).
‘w’ открытие на запись, содержимое файла удаляется, если файла не существует, создается новый.
‘x’ открытие на запись, если файла не существует, иначе исключение.
‘a’ открытие на дозапись, информация добавляется в конец файла.
‘b’ открытие в двоичном режиме.
‘t’ открытие в текстовом режиме (является значением по умолчанию).
‘+’ открытие на чтение и запись

Таким образом, если мы хотим открыть файл в двоичном формате для записи, надо использовать режим “wb”, если мы хотим дописать содержимое в конец файла в текстовом формате, то — “a” или “at”, “r+b” — открыть двоичный файл на чтение и запись.

Обычно, файлы, в которых содержится текст, например, файлы txt , код вашей программы, файлы формата csv , открываются в текстовом формате, а файлы, которые нельзя проинтерпретировать как текст — в бинарном (например, картинки, музыку). Иногда файлы с текстом открывают в бинарном режиме, для более явного управления всеми спецсимволами (например табуляция ↹).

При открытии файла в текстовом режиме, также можно указать подходящую кодировку. Например, если в вашем файле содержится текст на русском в utf8, откройте его в этой кодировке:

Как только файл был открыт и у вас появился файловый объект, вы можете получить следующую информацию о нем:

Атрибут Значение
file.closed Возвращает True если файл был закрыт.
file.mode Возвращает режим доступа, с которым был открыт файл.
file.name Возвращает имя файла.

У получаемого объекта есть несколько полезных методов, рассмотрим их.

метод read ( n ) позволяет прочитать следующие n символов файла. Замечу, что можно представить, что в нашем объекте файла есть указатель на текущую читаемую позицию. При открытии файла, она ставится в самое начало. По мере чтения, этот указатель сдвигается. Таким образом, если выполнять read ( n ) несколько раз подряд, мы будем получать не первые n символов, а каждый раз новые, n символов.

Если n явно не указать, то считается весь файл целиком (указатель окажется в самом конце файла). Для использования метода read, файл должен быть открыт в режиме для чтения Примечание: чтобы узнать текущее положение указателя внутри файла, можно воспользоваться методом tell () , а чтобы установить указатель в нужное положение pos , используется метод seek ( pos )

если файл был открыт в режиме для записи, можно воспользоваться методом python: write(buffer) — записывает содержимое буфера в файл. Работа указателя при записи аналогична — он указывает на текущее обрабатываемое место.

Примечание: при записи содержимого в файл, не гарантируется, что все запишется в файл здесь и сейчас, сразу после выполнения команды. Записываемая информация буферизуется (накапливается) и записывается при накоплении некоторого критического количества. Двоичные файлы буферизуются кусками фиксированного размера. Этот размер определяется эвристикой, пытающейся определить размер блока устройства, на котором находится файл, в случае неудачи использует io.DEFAULT_BUFFER_SIZE. Для многих систем буфер равен 4096 или 8192 байт. Содержимое принудительно записывется в файл при его закрытии. Также для принудительной записи в файл можно воспользоваться методом flush() — он просто записывает содержимое текущего буффера в файл здесь и сейчас.

Следует сказать, что открытый в любом режиме файл после его использования нужно обязательно закрывать. Делается это методом close(). Посе его выполнения работа с файлом будет корректно завершена, но с нашим объектом файла работать уже тоже будет нельзя — при необходимости повторной работы с файлом нужно снова его открывать при помощи open.

Но вдруг в процессе выполнения нашей программы произройдет критическая ошибка и программа завершит свое выполнение, а мы, например, записывали в файл какую-то информацию? Верно, вполне возможно, что последняя добавленная информация в файл так и не запишется. Чтобы избежать такой ситуации, ну и чтобы просто не забывать вовремя вызывать close() используется конструкция with:

Через конструкцию with можно открывать сразу несколько файлов:

  • Чтобы считать из файла целую строку, используется метод readline(max_len). Если указать параметр max_len, то будут считаны максимум max_len символов

На самом деле у нашего объекта файла есть итератор, поэтому перебирать строки внутри файла можно с его помощью:

Такой способ чтения наиболее удобен для построчного чтения

Работа с файловой системой

Взаимодействие с файлами не ограничивается только самими файлами, нам часто приходится работать и с папками. Главными героями этого раздела будут библиотеки os и os.path. Они связаны с операционной системой компьютера и позволяют взаимодейстовать с файловой системой.

Все папки директории

os.listdir(dir) перечисялет файлы и папки в указанной директории dir. Если вызвать эту функцию без аргументов, она вернет файлы и папки текущей рабочей директории.

Текущая папка

Относительные пути строятся относительно текущей папки. Чтобы получить абсолютный путь файла из относительного, используется функция os.path.abspath(file_path). Чтобы узнать, какая папка является текущей, можно вызвать функцию os.getcwd(). Для смены текущей папки используется os.chdir(new_dir).

Проверка существования файла или папки и определение, является ли имя файлом или папкой

os.path.exists(file_name) проверяет, существует ли указанный файл (или директория) file_name.

Чтобы проверить, является ли данное имя name файлом или папкой, можно воспользоваться функциями os.isdir(name) или os.isfile(name), которые возвращают True или False.

Рекурсивный обход папок

Одной из самых интересных и мощных функций является функция os.walk(dir) — она позволяет рекурсивно пройтись по всем папкам, подпапкам, их подпапкам и так далее. На самом деле она возвращает генератор (последовательность элементов). Каждый элемент представляеьт собой кортеж из 3х элементов. Первый элемнт — строковое представление директории текущей директории, которую просматривает функция. Вторым элементом — список всех подпапок данной директории, а третьим — список всех файлов этой директории.

Копирование файлов

Копировать файлы можно при помощи функции copy из модуля shutil

Копировать папки можно с помощью copytree из того же модуля:

Многие другие функции для работы с файлами и папками вы сможете найти в модулях os и shutil. Теперь вы знаете, где искать нужный функционал 😉

Упражнение 3: Вам дана в архиве файловая структура, состоящая из директорий и файлов.

Вам необходимо распаковать этот архив (средствами языка python), и затем найти в данной в файловой структуре все директории, в которых есть хотя бы один файл с расширением “.py”.

Ответом на данную задачу будет являться файл со списком таких директорий, отсортированных в лексикографическом порядке.

Распространенные форматы текстовых данных

csv является табличным форматом. В нем содержатся значения разделенные запятой (Comma-Separated Values). Например,

Для работы с csv файлами можно воспользоваться библиотекой csv:

Это универсальные структуры данных. Почти все современные языки программирования поддерживают их в какой-либо форме. Логично предположить, что формат данных, независимый от языка программирования, должен быть основан на этих структурах.

Объекты в формате SJON хранятся как словари в Python, но с некоторыми деталями: во первых, ключом в json-объекте может быть только строка, значения True и False пишутся с маленькой буквы, значению None соответствует значение null, строки хранятся только внутри двойных кавычек.

Для удобной работы с json файлами в языке python можно использовать библиотеку json

Для получения объекта python на основе его срокового представления можно воспользоваться функцией json.loads или json.load для считывания из файла:

При записи-считывнии объектов из формата json кортежи превращаются в списки # Исключения (материал ниже взят с сайта https://pythonworld.ru/tipy-dannyx-v-python/isklyucheniya-v-python-konstrukciya-try-except-dlya-obrabotki-isklyuchenij.html )

Исключения (exceptions) — ещё один тип данных в python. Исключения необходимы для того, чтобы сообщать программисту об ошибках.

Самый простейший пример исключения — деление на ноль:

Разберём это сообщение подробнее: интерпретатор нам сообщает о том, что он поймал исключение и напечатал информацию (Traceback (most recent call last)).

Далее имя файла (File ""). Имя пустое, потому что мы находимся в интерактивном режиме, строка в файле (line 1);

Выражение, в котором произошла ошибка (100 / 0).

Название исключения (ZeroDivisionError) и краткое описание исключения (division by zero).

Разумеется, возможны и другие исключения:

В этих двух примерах генерируются исключения TypeError и ValueError соответственно. Подсказки дают нам полную информацию о том, где порождено исключение, и с чем оно связано.

Рассмотрим иерархию встроенных в python исключений, хотя иногда вам могут встретиться и другие, так как программисты могут создавать собственные исключения. Данный список актуален для python 3.3, в более ранних версиях есть незначительные изменения.

Похожие статьи

Что такое шаг в алгебре

Что то помешало установке компонента windows 10 как...

Что является проблемной ситуацией

Что такое тернарный оператор

Что такое ускоряющая разность потенциалов

Что такое флаг в программировании

Что такое хайпер икс

Что такое рабочий каталог

Что такое дискриминант деленный на 4

Что такое брейкпоинт в верстке