Python абсолютный путь к файлу в windows

Рисунок 8.1.1 — Пример древовидной организации файловой системы в ОС Windows 6.¶

Рисунок 8.1.2 — Файловая система предоставляет интерфейс доступа к файлам для операционной системы 7¶

8.1.1.1. Свойства файла¶

Файл может обладать различным набором свойств в зависимости от файловой системы.

В большинстве файловых систем файл имеет следующие свойства:

• имя и расширение (как правило, называемые просто именем вместе): например, моя_программа.py;

• дата/время (могут быть предусмотрены маркеры создания, модификации и последнего доступа);

• владелец;

• атрибуты (скрытый, системный и др.) и права доступа.

Имя файла имеет определенные ограничения в зависимости от файловой и операционной системы, в частности, допустимые знаки и длину наименования. Расширение указывается после имени через точку, имея назначение, в основном, для ОС Windows, где определяет приложение для запуска файла.

8.1.1.2. Путь к файлу: абсолютный и относительный¶

Для того, чтобы найти файл в файловой системе необходимо знать к нему путь — узлы дерева файловой системы, которые нужно пройти, чтобы до него добраться.

В операционных системах UNIX разделительным знаком при записи пути является /, в Windows — : эти знаки служат для разделения названия каталогов, составляющих путь к файлу.

Путь может быть:

• абсолютным (полным): указывает на одно и то же место в файловой системе вне зависимости от текущей рабочей директории или других обстоятельств;

• относительным: путь по отношению к текущему рабочему каталогу пользователя или активных приложений.

Примеры путей для ОС Windows и UNIX:

• ОС Windows:

  • абсолютный: C:userpythonexample1.py;

  • относительный: example1.py если текущий каталог C:userpython;

  • относительный: pythonexample1.py если текущий каталог C:user;

• ОС UNIX:

  • абсолютный: /home/user/python/example1.py;

  • относительный: example1.py если текущий каталог /home/user/python/;

  • относительный: user/python/example1.py если текущий каталог /home/.

8.1.1.3. Операции с файлами¶

Все операции с файлами можно подразделить на 2 группы:

• связанные с его открытием: открытие, закрытие файла, запись, чтение, перемещение по файлу и др.

• выполняющиеся без его открытия: работа с файлом как элементом файловой системы — переименование, копирование, получение атрибутов и др.

При открытии файла, как правило, указываются:

• имя файла;

• права доступа

после чего операционная система возвращает специальный дескриптор файла (идентификатор), однозначно определяющий, с каким файлом далее будут выполняться операции. После открытия доступен файловый указатель — число, определяющее позицию относительно начала файла.

8.1.1.4. Виды файлов¶

По способу организации файлы делятся на файлы с последовательным и произвольным доступом (Рисунок 8.1.3, Таблица 8.1.1).

Предупреждение

Кодировка файла

При открытии файла Python по умолчанию использует кодировку, предпочитаемую операционной системой. Для определения кодировки по умолчанию выполните код:

import locale
locale.getpreferredencoding(False)  # 'cp1251' на российской сборке ОС Windows

Старайтесь указывать кодировку файла явно, например, encoding="utf-8", особенно если есть вероятность работы программы на различных ОС.

Листинг 8.1.1 — Пример цикла работы с файлом | скачать¶

# При работе с файлами всегда целесообразно использовать исключения

# 1. Стандартный способ открытия файла с обработкой исключений
fh = None
try:
    fh = open("data.txt", encoding="utf-8")
    #
    # Чтение и запись файла
    #
except Exception as e:
    print("Ошибка при работе с файлом:", e)
finally:
    if fh:  # Если файл не открылся, значит 'fh' == None и закрывать его не нужно
        fh.close()

# 2. Для упрощения кода по выделению и высвобождению ресурсов в Python
#    предусмотрены специальные объекты - менеджеры контекста,
#    которые могут самостоятельно следить за использованием ресурсов
#
#    Наиболее часто менеджеры контекста вызываются с использованием ключевого слова with

try:
    with open("data2.txt", encoding="utf-8") as fh:
        #
        # Чтение и запись файла
        #
except Exception as e:
    print("Ошибка при работе с файлом:", e)

Примечание

В большинстве примеров данной темы подробная обработка исключений опущена для того, чтобы сосредоточиться на демонстрации конкретных возможностей.

При самостоятельном написании программ не следует забывать добавлять обработку исключений — программа должна адекватно реагировать на возможные нестандартные ситуации (используемые файлы может изменить пользователь или другая программа).

8.1.3.1. Основные свойства и методы¶

Файловый объект предоставляет ряд свойств и методов для работы с файлами. Большинство методов универсально и предполагают работу (чтение/запись) со строками в указанной кодировке (str для текстовых файлов) или с набором байт (bytes для двоичных файлов).

class file¶

name¶

Имя файла (если имеется).

mode¶

Режим, в котором был открыт файл.

encoding¶

Кодировка, используемая для строковых преобразований в файле.

closed¶

Возвращает True, если файл закрыт.

close()¶

Закрывает файл. После этого работа с файлом невозможна (чтение, запись и др.).

read(count)¶

Читает до count байт из файлового объекта. Если значение count не определено, то читаются все байты, начиная от текущей позиции и до конца.

Если ничего не было прочитано (конец файла), возвращается пустой объект str или bytes.

readinto(ba)¶

Читает до len(ba) байт в объект ba типа bytearray и возвращает число прочитанных байт (0, если был достигнут конец файла).

Доступен только в двоичном режиме.

readline(count)¶

Читает следующую строку (до count байт, если значение count определено и число прочитанных байтов было достигнуто раньше, чем встретился символ перевода строки 'n'), включая символ перевода строки 'n'.

readlines(sizehint)¶

Читает все строки до конца файла и возвращает их в виде списка.

Если значение аргумента sizehint определено, то будет прочитано примерно sizehint байт (если файл поддерживает такую возможность).

write(s)¶

Записывает в файл объект s типа:

• str для текстового режима;

• bytes / bytearray для двоичного режима.

Примечание

Запись в файл возможна и с помощью стандартной функции print(), установив ключевой параметр file в открытый файловый объект.

writelines(seg)¶

Записывает в файл последовательность объектов типа:

• str для текстового режима;

• bytes / bytearray для двоичного режима.

flush()¶

При работе с файлами Python по умолчанию использует буфер определенного размера. Вызов методов записи приводит к записи в буфер, после чего в определенный момент производится очистка буфера и передача сигнала для записи данных на диск.

Метод flush() вызывает принудительное очистку буфера. В большинстве случаев вызывать его напрямую не нужно.

close()¶

Закрывает файл. После этого работа с файлом невозможна (чтение, запись и др.).

8.1.3.2. Простое чтение и запись¶

В Листинге 8.1.2 приведен пример работы с двоичным файлом.

human = dict(name="Михаил Толстых", age=35, weight=90.5)
filename = "08_01_02_data.txt"

# 1. Запись в файл
#    При записи бинарных файлов все данные должны быть преобразованы в тип bytes
#    Удобно выполнить преобразование через метод str.encode()
fh = None
try:
    fh = open(filename, "wb")
    fh.write(bytes(human["name"].encode("utf-8")))
    fh.write(bytes(str(human["age"]).encode("utf-8")))
    fh.write(bytes(str(human["weight"]).encode("utf-8")))
finally:
    if fh:
        fh.close()

# 2. Чтение из файла
#    При чтении бинарных файлов необходимо точно знать, сколько байт
#    прочитать и как их декодировать, используя bytes.decode()
#    При редактировании файла в стороннем редакторе файл может быть не читаем
fh = None
try:
    fh = open(filename, "rb")
    name = fh.read(27).decode("utf-8")
    age = int(fh.read(2).decode("utf-8"))
    weight = float(fh.read(4).decode("utf-8"))
    print(name, age, weight)  # Михаил Толстых 35 90.5
finally:
    if fh:
        fh.close()

В Листинге 8.1.3 приведен пример работы с текстовым файлом.

human = dict(name="Михаил Толстых", age=35, weight=90.5)
filename = "08_01_03_data.txt"

# 1. Запись в файл
#    При записи текстовых файлов все данные должны быть преобразованы в тип str
#    По умолчанию, write() не добавляет перенос строки, однако его можно добавить самостоятельно
fh = None
try:
    fh = open(filename, "w", encoding="utf-8")
    # При добавлении переноса записываемые данные будут на отдельной строке
    fh.write(human["name"] + "n")
    fh.write(str(human["age"]) + "n")
    # Как альтернатива - print() позволяет не переводить в строку и не добавлять перенос вручную
    print(human["weight"], file=fh)
finally:
    if fh:
        fh.close()

# 2. Чтение из файла
#    Для чтения отдельной строки достаточно вызвать метод readline().
#    В конце полученной строки знак переноса - n,
#    который можно убрать, например, методом str.strip()
fh = None
try:
    fh = open(filename, encoding="utf-8")
    # Читаем первые 3 строки и преобразуем при необходимости
    name = fh.readline().strip()
    age = int(fh.readline())
    weight = float(fh.readline())
    print(name, age, weight)  # Михаил Толстых 35 90.5
finally:
    if fh:
        fh.close()

8.1.3.3. Чтение файла целиком¶

Чтение файла, приведенное в Листинге 8.1.3 не подразумевает, что содержимое файла может меняться.

Учитывать такие изменения можно, прочитав файл целиком:

• в одну строку;

• в список строк;

• построчно, пока не достигнут конец файла.

Примеры реализации данных вариантов приведены в Листинге 8.1.4 на примере файла 08_01_04_data.txt:

Когда дети будут смотреть на великих учёных так же,
как они смотрят на знаменитых актёров и музыкантов,
человечество совершит большой прорыв.

Брайан Грин
https://ru.wikipedia.org/wiki/Грин,_Брайан_Рэндолф

filename = "08_01_04_data.txt"

# В данном примере обработка исключений не приводится, чтобы
# сосредоточить внимание на чтении файлов 

# 1. Чтение из файла (в одну строку)
with open(filename, encoding="utf-8") as fh:
    data = fh.read()
    print(data)

# 2. Чтение из файла (в список)
with open(filename, encoding="utf-8") as fh:
    data = fh.readlines()
    print(data)

# ['Когда дети будут смотреть на великих учёных так же,n',
#  'как они смотрят на знаменитых актёров и музыкантов,n',
#  'человечество совершит большой прорыв.n',
#  'n',
#  'Брайан Гринn',
#  'https://ru.wikipedia.org/wiki/Грин,_Брайан_Рэндолфn']

# 3. Чтение из файла (построчно)
with open(filename, encoding="utf-8") as fh:
    for line in fh:
        print(line.strip())

8.1.4.1. Модуль pickle¶

Одним из способов, позволяющих сериализовать/десериализовать данные в Python, является использование стандартного модуля pickle, при помощи которого можно сохранять любой объект Python в двоичном файле, а затем извлекать его обратно.

Основные функции модуля:

pickle.dump(obj, file, protocol=None, *, fix_imports=True)¶

Сериализует объект obj и записывает его в файл file.

Некоторые из параметров:

Параметры

• obj – объект для записи;

• file – файловый объект;

• protocol – версия формата pickle.

pickle.load(file, *, fix_imports=True, encoding=‘ASCII’, errors=‘strict’)¶

Читает и десериализует содержимое файла file, возвращая созданный объект (структуру).

Некоторые из параметров:

Параметры

file – файловый объект.

Пример работы с модулем pickle приведен в Листинге 8.1.5.

import pickle

filename = "08_01_05_data.txt"
# список покупок
shoplist = {"фрукты": ["яблоки", "манго"],
            "овощи": ["морковь"],
            "бюджет": 1000}

# Запись в файл
with open(filename, "wb") as fh:
    pickle.dump(shoplist, fh)  # помещаем объект в файл

# Считываем из хранилища
shoplist_2 = []
with open(filename, "rb") as fh:
    shoplist_2 = pickle.load(fh)  # загружаем объект из файла
print(shoplist_2)  # {'бюджет': 1000, 'овощи': ['морковь'], 'фрукты': ['яблоки', 'манго']}

Формат файла, создаваемого pickle, приведен на Рисунке 8.1.4.

Минусы формата pickle:

• специфичен для Python (не может быть использован, если файл будет читаться с использованием других языков программирования);

• небезопасен (десериализация готовых конструкций языка может привести к выполнению ненадежного кода).

8.1.4.2. Популярные форматы файлов¶

Большое количество данных в совокупности с их разнородностью привело к появлению специальных форматов файлов, позволяющих хранить различные объемы связанной информации и не привязанных к конкретному языку программирования.

Среди них одними из наиболее популярных являются:

• CSV (англ. Comma-Separated Values — значения, разделенные запятыми);

• JSON (англ. JavaScript Object Notation) — текстовый формат обмена данными, основанный на JavaScript;

• XML (англ. eXtensible Markup Language — расширяемый язык разметки);

• YAML (англ. YAML Ain’t Markup Language — «YAML — Не язык разметки»);

• INI (англ. Initialization file — файл инициализации);

• и др.

Подавляющее большинство форматов поддерживается Python (стандартными или сторонними модулями и пакетами).

import csv

filename = "08_01_06_a_data.csv"
# список покупок
shoplist = {"яблоки": [2, 100], "манго": [3, 250], "морковь": [1, 35]}

# Запись в файл
with open(filename, "w", encoding="utf-8", newline="") as fh:
    writer = csv.writer(fh, quoting=csv.QUOTE_ALL)
    writer.writerow(["Наименование", "Вес", "Цена/кг."])  # Заголовки столбца
    for name, values in sorted(shoplist.items()):
        writer.writerow([name, *values])
    writer.writerow(["рис", "4", "70"])  # Допишем произвольную запись

# Содержимое файла
#
# "Наименование","Вес","Цена/кг."
# "манго","3","250"
# "морковь","1","35"
# "яблоки","2","100"
# "рис","4","70"

# Чтение файла
rows = []
with open(filename, "r", encoding="utf-8") as fh:
    reader = csv.reader(fh)
    rows = list(reader)  # reader - итерируемый объект и может быть преобразован в список строк

for row in rows:
    print(row)

# Вывод на экран
#
# ['Наименование', 'Вес', 'Цена/кг.']
# ['манго', '3', '250']
# ['морковь', '1', '35']
# ['яблоки', '2', '100']
# ['рис', '4', '70']

import csv

filename = "08_01_06_b_data.csv"
# список покупок
shoplist = {"яблоки": [2, 100], "манго": [3, 250], "морковь": [1, 35]}

# Запись в файл
with open(filename, "w", encoding="utf-8", newline="") as fh:
    writer = csv.DictWriter(fh, fieldnames=["name", "weight", "price"], quoting=csv.QUOTE_ALL)
    writer.writeheader()  # Записывает заголовки в файл
    for name, values in sorted(shoplist.items()):
        writer.writerow(dict(name=name, weight=values[0], price=values[1]))

# Содержимое файла
#
# "name","weight","price"
# "манго","3","250"
# "морковь","1","35"
# "яблоки","2","100"

# Чтение файла
rows = []
with open(filename, "r", encoding="utf-8") as fh:
    reader = csv.DictReader(fh)
    rows = list(reader)  # reader - итерируемый объект и может быть преобразован в список строк

for row in rows:
    print(row)

# Вывод на экран
#
# {'name': 'манго', 'weight': '3', 'price': '250'}
# {'name': 'морковь', 'weight': '1', 'price': '35'}
# {'name': 'яблоки', 'weight': '2', 'price': '100'}

{
	"ФИО": "Иванов Сергей Михайлович",
	"ЕГЭ": {
		"Математика": 90,
		"Физика": 70,
		"Информатика": 80
	},
	"Хобби": ["Рисование", "Плавание"],
	"Возраст": 25.5,
	"ДомЖивотные": null
}

import json

filename = "08_01_08_data.json"

info = {
    "ФИО": "Иванов Сергей Михайлович",
    "ЕГЭ": {
        "Математика": 90,
        "Физика": 70,
        "Информатика": 80
    },
    "Хобби": ["Рисование", "Плавание"],
    "Возраст": 25.5,
    "ДомЖивотные": None
}

# Запись структуры в файл в JSON-формате
with open(filename, "w", encoding="utf-8") as fh:
    fh.write(json.dumps(info, ensure_ascii=False, indent=4))

# Пример содержимого файла:
# {
#     "Хобби": [
#         "Рисование",
#         "Плавание"
#     ],
#     "ЕГЭ": {
#         "Информатика": 80,
#         "Математика": 90,
#         "Физика": 70
#     },
#     "ФИО": "Иванов Сергей Михайлович",
#     "ДомЖивотные": null,
#     "Возраст": 25.5
# }

# Чтение из файла JSON-формата
info_2 = []
with open(filename, encoding="utf-8") as fh:
    info_2 = json.loads(fh.read())

print(info_2)
# {'ФИО': 'Иванов Сергей Михайлович', 'ЕГЭ': {'Информатика': 80, 'Математика': 90, 'Физика': 70},
#  'Хобби': ['Рисование', 'Плавание'], 'Возраст': 25.5, 'ДомЖивотные': None}