はじめに
ほとんどのプログラムは、何かから入力を読み取る必要があります。このセクションでは、ファイルアクセスについて説明します。
ファイルアクセスの基本
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ファイル入出力
ファイルを開く。
f = open('foo.txt', 'rt') ## 読み込み用に開く (テキスト)
g = open('bar.txt', 'wt') ## 書き込み用に開く (テキスト)すべてのデータを読み込む。
data = f.read()
## 最大'maxbytes' バイトまで読み込む
data = f.read([maxbytes])いくつかのテキストを書き込む。
g.write('some text')終了したら閉じる。
f.close()
g.close()ファイルは適切に閉じる必要がありますが、忘れるのは簡単なことです。したがって、好ましい方法は、次のように with ステートメントを使用することです。
with open(filename, 'rt') as file:
## ファイル `file` を使用する
...
## 明示的に閉じる必要はない
...文これは、制御がインデントされたコードブロックを離れるときに自動的にファイルを閉じます。
ファイルデータの読み取りに関する一般的な慣用句
文字列を使ってファイル全体を一度に読み取る。
with open('foo.txt', 'rt') as file:
data = file.read()
## `data` は `foo.txt` のすべてのテキストが含まれた文字列ですイテレーションを使ってファイルを1行ずつ読み取る。
with open(filename, 'rt') as file:
for line in file:
## 行を処理するファイルに書き込むための一般的な慣用句
文字列を書き込む。
with open('outfile', 'wt') as out:
out.write('Hello World\n')
...print関数をリダイレクトする。
with open('outfile', 'wt') as out:
print('Hello World', file=out)
...これらのエクササイズは、portfolio.csv というファイルに依存しています。このファイルには、株式のポートフォリオに関する情報が含まれた行のリストがあります。あなたが ~/project/ ディレクトリで作業していることが前提となっています。もしあなたが確信できない場合、このようにしてPythonがどこを実行していると考えているかを調べることができます。
>>> import os
>>> os.getcwd()
'/home/labex/project' ## 出力は異なります
>>>演習1.26: ファイルの基礎
まず、大きな文字列としてファイル全体を一度に読み取ってみましょう。
>>> with open('portfolio.csv', 'rt') as f:
data = f.read()
>>> data
'name,shares,price\n"AA",100,32.20\n"IBM",50,91.10\n"CAT",150,83.44\n"MSFT",200,51.23\n"GE",95,40.37\n"MSFT",50,65.10\n"IBM",100,70.44\n'
>>> print(data)
name,shares,price
"AA",100,32.20
"IBM",50,91.10
"CAT",150,83.44
"MSFT",200,51.23
"GE",95,40.37
"MSFT",50,65.10
"IBM",100,70.44
>>>上記の例では、Pythonには2つの出力モードがあることに注意してください。プロンプトで data を入力する最初のモードでは、Pythonは引用符やエスケープコードを含む生の文字列の表現を表示します。print(data) を入力すると、文字列の実際のフォーマット済み出力が得られます。
ファイルを一度に読み取ることは簡単ですが、それが最適な方法であるとは限りません。特に、ファイルが非常に大きい場合や、1行ずつ処理したいテキストの行が含まれている場合には、そうです。
ファイルを1行ずつ読み取るには、次のようにforループを使用します。
>>> with open('portfolio.csv', 'rt') as f:
for line in f:
print(line, end='')
name,shares,price
"AA",100,32.20
"IBM",50,91.10
...
>>>このコードを示すように使用すると、ファイルの終端に達するまで行が読み取られ、その時点でループが停止します。
特定の場合、1行のテキストを手動で読み取ったり、スキップしたりしたい場合があります（たとえば、列見出しの最初の行をスキップしたい場合）。
>>> f = open('portfolio.csv', 'rt')
>>> headers = next(f)
>>> headers
'name,shares,price\n'
>>> for line in f:
print(line, end='')
"AA",100,32.20
"IBM",50,91.10
...
>>> f.close()
>>>next() は、ファイル内の次のテキスト行を返します。何度も呼び出すと、連続した行が得られます。ただし、ご存知のように、for ループはすでにデータを取得するために next() を使用しています。したがって、明示的に1行をスキップしたり読み取ったりする場合を除き、通常は直接呼び出すことはありません。
ファイルの行を読み取り始めると、分割などのさらなる処理を行うことができます。たとえば、次のように試してみてください。
>>> f = open('portfolio.csv', 'rt')
>>> headers = next(f).split(',')
>>> headers
['name','shares', 'price\n']
>>> for line in f:
row = line.split(',')
print(row)
['"AA"', '100', '32.20\n']
['"IBM"', '50', '91.10\n']
...
>>> f.close()注: これらの例では、with ステートメントを使用していないため、明示的に f.close() が呼び出されています。
演習1.27: データファイルの読み取り
ファイルの読み取り方法を知ったので、簡単な計算を行うプログラムを書いてみましょう。
portfolio.csv の列は、株式保有1つ分の銘柄名、株数、購入価格に対応しています。/home/labex/project ディレクトリに pcost.py という名前のプログラムを書いて、このファイルを開き、すべての行を読み取り、ポートフォリオ内のすべての株を購入するのにどれだけの費用がかかったかを計算します。
ヒント: 文字列を整数に変換するには int(s) を使用します。文字列を浮動小数点数に変換するには float(s) を使用します。
あなたのプログラムは、次のような出力を表示する必要があります。
Total cost 44671.15演習1.28: その他の種類の「ファイル」
gzip圧縮されたデータファイルのような非テキストファイルを読みたい場合どうすればよいでしょうか。組み込みの open() 関数はここでは役に立ちませんが、Pythonにはgzip圧縮ファイルを読むことができるライブラリモジュール gzip があります。
試してみましょう。
>>> import gzip
>>> with gzip.open('portfolio.csv.gz', 'rt') as f:
for line in f:
print(line, end='')
... 出力を見てみる...
>>>注: ここでは 'rt' のファイルモードを含めることが重要です。それを忘れると、通常のテキスト文字列ではなくバイト文字列が得られます。
解説: これはPandasを使うべきではないでしょうか？
データサイエンティストは、Pandas のようなライブラリにはCSVファイルを読み取る関数が既にあることをすぐに指摘します。これは正しいです。そして、それはかなりうまく機能します。しかし、これはPandasを学ぶコースではありません。ファイルの読み取りは、CSVファイルの詳細よりも一般的な問題です。CSVファイルを扱っている主な理由は、それがほとんどのコーダーにとって馴染みのある形式であり、直接扱いやすいからです。この過程で多くのPython機能を示しています。だから、仕事に戻ったときにはPandasを使ってください。しかし、このコースの残りの部分では、標準のPython機能にとどまります。
まとめ
おめでとうございます！ あなたはファイル管理の実験を完了しました。あなたのスキルを向上させるために、LabExでさらに多くの実験を練習することができます。
