ファイル入出力の基礎

Pythonでファイルを扱う際は、open()関数を利用します。基本的な構文は以下の通りです。

ファイルオブジェクト = open(パス, モード)

アクセスモード一覧

ファイル操作の流れ

ファイル処理は「オープン → 読み書き → クローズ」の3ステップで行います。リソース解放のため、使用後は必ずクローズが必要です。

読み取りの例

# sample.txt を読み取りモードで開く
handler = open('sample.txt', 'r')
text = handler.read()
print(text)
handler.close()

書き込みの例

# 新規ファイルに複数行を書き込む
output = open('output.txt', 'w')
output.write("""first line
second line
third line""")
output.close()

# 空ファイルの作成
empty = open('empty.txt', 'w')
empty.close()

# 既存ファイルへの追記
appender = open('output.txt', 'a')
appender.write("\nappended text")
appender.close()

主要なメソッド

readlines()：全行をリストで取得

handler = open('output.txt', 'r')
rows = handler.readlines()
print(rows)
handler.close()
# 出力例: ['first line\n', 'second line\n', 'third line\n', 'appended text']

readline()：1行ずつ取得

handler = open('output.txt', 'r')
first_row = handler.readline()
print(first_row)  # 先頭行のみ取得
handler.close()

tell()：現在のポジションを確認

handler = open('/etc/passwd', 'r')
print(handler.tell())      # 0（ファイル先頭）

content = handler.read()
print(handler.tell())      # ファイル末尾のバイト位置
handler.close()

seek()：ポジションを移動

seek(オフセット, 基準点)でファイルポインタを移動します。基準点は0（先頭）、1（現在位置）、2（末尾）を指定します。

handler = open('/etc/passwd', 'r')
handler.read()             # 全体を読み込む
print(handler.tell())      # 末尾位置

handler.seek(5, 0)         # 先頭から5バイト目へ
print(handler.tell())      # 5
print(handler.read())      # 5バイト目以降を読み込む
handler.close()

read()：指定サイズを読み込む

handler = open('output.txt', 'r')
all_content = handler.read()    # 全体を読み込む
handler.seek(0)
partial = handler.read(10)      # 先頭から10文字を読み込む
handler.close()

文字エンコーディングの指定

日本語を含むテキストをう場合は、encodingパラメータでUTF-8を明示することが推奨されます。

# 書き込み時にエンコーディングを指定
writer = open('japanese.txt', 'w', encoding='utf-8')
writer.write('東京都港区\n')
writer.close()

# 読み込み時も同じエンコーディングを指定
reader = open('japanese.txt', 'r', encoding='utf-8')
print(reader.read())
reader.close()

コンテキストマネージャ（with文）

with文を使用すると、ブロック終了時に自動的にclose()が呼ばれます。複数ファイルの同時オープンも可能です。

# 単一ファイル
with open('data.txt', 'r') as src:
    print(src.read())

# 複数ファイル（ファイルコピーの例）
with open('/etc/passwd', 'r') as src, \
     open('/tmp/passwd_copy', 'w+') as dst:
    dst.write(src.read())
    dst.seek(0)
    print(dst.read())

ファイルバックアップの実装

with open('original.txt', 'r') as original, \
     open('original_backup.txt', 'w') as backup:
    backup.write(original.read())

osモジュールによるファイルシステム操作

ファイル名変更、削除、ディレクトリ操作などはosモジュールを利用します。

ファイル名の変更

import os
os.rename('old_name.txt', 'new_name.txt')

ファイルの削除

import os
os.remove('target.txt')

ディレクトリの作成

import os
os.mkdir('new_directory')

カレントディレクトリの取得

import os
print(os.getcwd())

空ディレクトリの削除

import os
os.rmdir('empty_directory')

ディレクトリ内容の一覧取得

import os
print(os.listdir('.'))

作業ディレクトリの変更

import os
os.chdir('/tmp/work')
print(os.getcwd())

バッチ処理の例

複数ファイルの一括生成

import os

os.mkdir('generated_files')
os.chdir('generated_files')

for idx in range(1, 11):
    name = f'document_{idx:02d}.txt'
    with open(name, 'w') as f:
        pass  # 空ファイルを作成

print(os.listdir('.'))

ファイル名の一括変更

import os

os.chdir('generated_files')

for old_name in os.listdir('.'):
    if old_name.endswith('.txt'):
        new_name = old_name.replace('.txt', '_processed.txt')
        os.rename(old_name, new_name)

モード選択のポイント