Python でファイルが読み取り可能かどうかを確認する方法

はじめに

この実験では、Python でファイルが読み取り可能かどうかをチェックする方法を学びます。実験では、まず Linux のファイルパーミッションについて調べ、所有者、グループ、その他の概念と、読み取り、書き込み、実行パーミッションに焦点を当てます。Python スクリプトを作成し、ls -l コマンドを使用してそのパーミッションを調べ、出力を解釈して誰がファイルを読み取るアクセス権を持っているかを理解します。

次に、この実験では、Python の os.access() 関数と os.R_OK を使用して、プログラム的にファイルが読み取り可能かどうかを判断する方法を案内します。最後に、try...except ブロック内でファイルを読み取り用に開こうとする方法を学び、潜在的な IOError 例外を処理します。これにより、Python コードでファイルの読み取り可能性を検証する実用的なアプローチを提供します。

Skills Graph

ファイルパーミッションの理解

このステップでは、Linux のファイルパーミッションについて調べます。ファイルパーミッションは、ファイルやディレクトリへのアクセスを制御するために重要です。ファイルパーミッションを理解することは、データのセキュリティと整合性を確保するために不可欠です。

Linux のすべてのファイルとディレクトリには、誰がそれを読み取り、書き込み、または実行できるかを決定する関連するパーミッションがあります。これらのパーミッションは 3 つのクラスに分類されます。

• 所有者 (Owner): ファイルまたはディレクトリを所有するユーザー。
• グループ (Group): ファイルまたはディレクトリが属するグループ。
• その他 (Others): システム上の他のすべてのユーザー。

各クラスには 3 種類のパーミッションがあります。

• 読み取り (Read, r): ユーザーがファイルの内容を表示したり、ディレクトリの内容を一覧表示したりできます。
• 書き込み (Write, w): ユーザーがファイルの内容を変更したり、ディレクトリ内のファイルを作成、削除、または名前を変更したりできます。
• 実行 (Execute, x): ユーザーがファイルをプログラムとして実行したり、ディレクトリにアクセスしたりできます。

まず、ファイルを作成してそのパーミッションを調べてみましょう。VS Code エディタを開き、~/project ディレクトリに my_script.py という名前の新しいファイルを作成します。以下の内容をファイルに追加します。

print("Hello, world!")

ファイルを保存します。次に、ターミナルを開き、~/project ディレクトリに移動します。

cd ~/project

ls -l コマンドを使用して、ディレクトリ内のファイルを詳細情報付きで一覧表示します。

ls -l

以下のような出力が表示されるはずです。

-rw-r--r-- 1 labex labex 22 Oct 26 10:00 my_script.py

この出力を分解してみましょう。

• 最初の 10 文字はファイルパーミッションを表します。
• 最初の文字はファイルの種類を示します。通常のファイルは -、ディレクトリは d、シンボリックリンクは l などです。
• 次の 3 文字 (rw-) は所有者のパーミッションを表します。読み取りと書き込みが可能です。
• 次の 3 文字 (r--) はグループのパーミッションを表します。読み取りのみ可能です。
• 最後の 3 文字 (r--) はその他のユーザーのパーミッションを表します。読み取りのみ可能です。
• 1 はファイルへのハードリンクの数を示します。
• labex labex はファイルの所有者とグループを示します。
• 22 はファイルのサイズ（バイト）です。
• Oct 26 10:00 は最後の変更時刻です。
• my_script.py はファイル名です。

現在、my_script.py ファイルは所有者（あなた）に対して読み取りと書き込みのパーミッションがあり、グループとその他のユーザーには読み取り専用のパーミッションがあります。これは、あなたはファイルを読み取り、変更することができますが、他のユーザーは読み取りのみ可能です。

Python スクリプトを実行するには、実行パーミッションが必要です。スクリプトを実行してみましょう。

python my_script.py

以下の出力が表示されるはずです。

Hello, world!

ファイルに実行パーミッションがなくても、python インタープリターを使用して実行することができます。python コマンド自体には実行パーミッションがあり、my_script.py ファイルの内容を読み取り、実行することができます。

次のステップでは、Python を使用してファイルパーミッションをチェックする方法と、Linux コマンドを使用してパーミッションを変更する方法について調べます。

os.R_OK を使った os.access() の利用

このステップでは、Python の os.access() 関数を使って、ファイルが読み取り権限を持っているかどうかをチェックします。os.access() 関数は 2 つの引数を取ります。ファイルパスと権限フラグです。読み取り権限をチェックするために os.R_OK を使用します。

まず、~/project ディレクトリに check_permissions.py という名前の新しい Python ファイルを作成しましょう。VS Code エディタを開き、以下のコードをファイルに追加します。

import os

file_path = "my_script.py"

## Check if the file exists
if not os.path.exists(file_path):
    print(f"Error: The file '{file_path}' does not exist.")
else:
    ## Check if the file has read permissions
    if os.access(file_path, os.R_OK):
        print(f"The file '{file_path}' has read permissions.")
    else:
        print(f"The file '{file_path}' does not have read permissions.")

ファイルを保存します。このスクリプトはまず、my_script.py ファイルが存在するかどうかをチェックします。存在する場合、os.access() と os.R_OK を使って、ファイルが読み取り権限を持っているかどうかをチェックします。スクリプトは、ファイルが読み取り権限を持っているかどうかを示すメッセージを出力します。

次に、ターミナルからスクリプトを実行しましょう。

python check_permissions.py

以下の出力が表示されるはずです。

The file 'my_script.py' has read permissions.

これは、デフォルトで my_script.py ファイルが所有者、グループ、およびその他のユーザーに対して読み取り権限を持っているからです。

次に、my_script.py ファイルの権限を変更して、所有者以外の全員の読み取り権限を削除しましょう。これは、ターミナルで chmod コマンドを使用して行うことができます。

chmod 600 my_script.py

このコマンドは、my_script.py の権限を所有者のみに読み取りと書き込み権限に設定します（8 進数表記で 600）。

再度、check_permissions.py スクリプトを実行しましょう。

python check_permissions.py

今度は以下の出力が表示されるはずです。

The file 'my_script.py' does not have read permissions.

これは、グループとその他のユーザーの読み取り権限を削除したからです。os.access() 関数は、スクリプトを実行しているユーザー（labex）に対してファイルがもはや読み取り権限を持っていないことを正しく識別します。

最後に、my_script.py ファイルの元の権限を復元しましょう。

chmod 644 my_script.py

このコマンドは、my_script.py の権限を所有者に読み取りと書き込み権限、グループとその他のユーザーに読み取り専用権限に設定します（8 進数表記で 644）。

読み取り用にファイルを開く試み

このステップでは、Python で my_script.py ファイルを読み取り用に開こうとし、潜在的な PermissionError 例外を処理します。これにより、スクリプトにファイルにアクセスするための必要な権限がない状況を適切に処理する方法を示します。

まず、前のステップと同様に、my_script.py ファイルの権限を変更して、所有者以外の全員の読み取り権限を削除しましょう。

chmod 600 my_script.py

次に、~/project ディレクトリに open_file.py という名前の新しい Python ファイルを作成します。VS Code エディタを開き、以下のコードをファイルに追加します。

file_path = "my_script.py"

try:
    with open(file_path, "r") as file:
        content = file.read()
        print("File content:")
        print(content)
except PermissionError:
    print(f"Error: You do not have permission to read the file '{file_path}'.")
except FileNotFoundError:
    print(f"Error: The file '{file_path}' was not found.")
except Exception as e:
    print(f"An unexpected error occurred: {e}")

ファイルを保存します。このスクリプトは、my_script.py ファイルを読み取りモード ("r") で開こうとします。try...except ブロックを使用して潜在的なエラーを処理します。PermissionError が発生した場合（つまり、スクリプトに読み取り権限がない場合）、エラーメッセージを出力します。また、ファイルが存在しない場合の FileNotFoundError と、その他の潜在的なエラーをキャッチする汎用の Exception も処理します。

次に、ターミナルからスクリプトを実行しましょう。

python open_file.py

以下の出力が表示されるはずです。

Error: You do not have permission to read the file 'my_script.py'.

これは、グループとその他のユーザーの読み取り権限を削除し、スクリプトが labex ユーザーとして実行されており、このユーザーはもはやファイルの読み取り権限を持っていないからです。

次に、my_script.py ファイルの元の権限を復元しましょう。

chmod 644 my_script.py

再度、open_file.py スクリプトを実行します。

python open_file.py

これで、my_script.py ファイルの内容がコンソールに出力されるはずです。

File content:
print("Hello, world!")

これにより、Python でファイル権限を処理する方法と、スクリプトにファイルにアクセスするための必要な権限がない状況を適切に処理する方法が示されます。try...except ブロックを使用することで、スクリプトがクラッシュするのを防ぎ、ユーザーに有益なエラーメッセージを提供することができます。

まとめ

この実験では、Linux のファイル権限について、ファイルやディレクトリへのアクセスをどのように制御するかを中心に調べました。権限は所有者、グループ、その他のユーザーの 3 つのクラスに分類され、それぞれに読み取り、書き込み、実行の権限があることを学びました。

Python ファイルを作成し、ls -l コマンドを使ってその権限を調べました。これにより、コマンドの出力がどのようにファイルの種類と各ユーザークラスに付与された権限を表しているかを理解しました。この基礎知識は、後続のステップでファイルの読み取り可能性をチェックする方法を理解するために重要です。