TI/Programowanie dla Fizyków Medycznych:Pliki

Pliki

Do otwierania plików w Pythonie wykorzystuje się funkcję wbudowaną open, przyjmuje ona dwa argumenty - nazwa pliku (ścieżka do niego) i tryb w jakim chcemy go otworzyć ('r' - plik do czytania, 'w' - plik do zapisu (kasuje dotychczasową zawartość), 'a' - plik do zapisu, dane będą dopisane na koniec i 'r+' - plik do odczytu i zapisu, 'b' - dodanie czyta plik w trybie binarnym). Po zakończeniu pracy z plikiem należy pamiętać o zamknięciu go metodą close(), po tym próby czytania czy zapisu do pliku będą wywoływały wyjątki. Python dostarcza następujących metod pozwalających czytać z pliku (zwracają one napisy): read() - czyta cały plik, read(n) - czyta określoną liczbę danych z pliku readline() czyta jedną linię, ale nie usuwa znaków końca linii, readlines() z kolei zwraca listę przeczytanych linii, ciekawe jest, że po pliku można się iterować na przykład w pętli for, wtedy na zmienną iteracji zostają przekazane kolejne linie pliku. Z kolei aby zapisać do pliku można wykorzystać metodę write(string). Obiekt pliku zawsze wskazuje na jakieś miejsce pliku - aktualną pozycję można odczytać przy pomocy metody tell(), a przenieść się na inną metodą seek(n) - przenoszącą do n-tego bajtu w pliku lub seek(d, n) - przenoszącą do d bajtów w prawo od początku pliku jeśli n == 0, miejsca bieżącego jeśli n == 1 i końca pliku jeśli n == 2. Tak na prawdę wszystkie operacje na plikach powinny być zawarte w bloku try aby w bloku finally obsłużyć zamykanie pliku, Python dostarcza konstrukcję with która robi to za nas automatycznie.

Wyobraźmy sobie, że chcemy zapisać dane z naszego programu do pliku, ale jedynie po to aby później móc je wczytać (na przykład ustawienia użytkownika dotyczące kolorów w aplikacji, czy stan pisanej przez nas gry), dodatkowo niech tych danych będzie na tyle mało, że nie jest potrzebne korzystania z bazy danych. W takiej sytuacji z obecną wiedzą należałoby opracować format zapisu danych do pliku (ustalić kolejność, separatory), napisać funkcje zapisującą i parser do plików wczytujący dany format i odtwarzający obiekty (np. słowniki czy utworzone przez nas klasy) - sporo roboty. Python dostarcza mechanizmu, który robi to zaskakująco szybko - mowa o bibliotece pickle - potrafi ona przy pomocy funkcji dump(obiekt, plik) zapisać do poliku informacje o dowolnym obiekcie Pythona, a za pomocą funkcji load(plik) wczytać zapisany obiekt z pliku. W Pythonie są zaimplementowane trzy protokoły picklowania: protokół 0 zapisuje obiekty w postaci ASCII, zapis ten jest czytelny dla człowieka, protokoły 1 i 2 nie są czytelne dla człowieka, zapisują obiekty w postaci binarnej, pracując z klasami w nowym stylu (dziedziczącymi po object) nie należy używać poziomu 1. Pożądany protokół zapisu podaje się jako ostatni parametr funkcji dump. Przy pomocy funkcji dumps i loads można uzyskać napis reprezentujący dany obiekt albo wczytać obiekt na podstawie napisu - składnia taka sama jak w przypadku dump i load ale nie podaje się pliku. Należy zwrócić uwagę, że czytanie spicklowanych funkcji czy klas, a także obiektów klas wymaga aby w bieżącym module dana klasa czy funkcja występowała, gdyż picklowanie nie zapisuje kodu funkcji czy klasy, ale same nazyw i w przypadku obiektu jego stan. Prawie identycznym, ale istotnie szybszym modułem jest cPickle - zazwyczaj należy stosować właśnie ten moduł.

Z poziomu programu Pythona dzięki bibliotece os można manipulować plikami. Funkcja chdir(path) - zmienia aktualny katalog na path, os.mkdir(path[, mode]) - tworzy katalog z zadanymi uprawnieniami, os.mkdirs(path[, mode]) - tworzy rekursywnie katalogi z zadanymi uprawnieniami, os.rename(src, dst) zmienia nazwę pliku lub katalogu src na dst, os.rmdir(path) usuwa pusty katalog, os.path.abspath(path) - zwraca pełną ścieżkę, os.path.dirname(path) - zwraca katalog ze ścieżki, a os.path.basename(path) - nazwę pliku lub katalogu na który wskazuje ścieżka, os.path.exists(path) - testuje czy dany plik/katalog istnieje, os.path.getsize(path) - zwraca wielkość pliku w bajtach, os.path.isabs(path) - testuje czy podana ścieżka jest absolutna, os.path.isfile(path) - testuje czy na podanej ścieżce jest plik, os.path.isdir(path) - testuje czy na podanej ścieżce jest katalog, os.path.relpath(path[, start]) - zwraca względną ścieżkę od startu jeśli podane inaczej od bieżącego katalogu, os.path.samefile(path1, path2) - testuje czy dwie ścieżki wskazują na ten sam plik/katalog.