PythonファイルI/O：ファイル操作、読み書き、管理のマスター

PythonファイルI/O

明確な例とベストプラクティスで、Pythonでのファイルの開き方、読み書き、クローズを学びます。

ファイルはデータを永続的に格納するディスク上の名前付き場所です。RAMは揮発性であるため、プログラム実行間で情報を保持するにはファイルに頼ります。

ファイル操作の典型的な流れは：オープン → 読み書き → クローズ。

Pythonの組み込みopen()関数はファイルオブジェクトを返し、I/O操作に使用します。関数シグネチャは：

open(file, mode='r', buffering=-1, encoding=None, errors=None, newline=None, closefd=True, opener=None)

重要ポイント：

f = open("test.txt")           # r/rt
f = open("test.txt", "w")      # 書き込み
f = open("img.bmp", "r+b")     # 読み書きバイナリ

aは文字なので、エンコードしない限り数値97と等価ではありません。テキストファイルでは明示的にencoding='utf-8'を設定してください。

f = open("test.txt", mode='r', encoding='utf-8')

適切にファイルをクローズしてシステムリソースを解放します。close()メソッドはシンプルですが、コンテキストマネージャの使用が最も安全なパターンです。

with open("test.txt", encoding='utf-8') as f:
    # ファイル操作を実行
    pass

コンテキストマネージャは例外発生時でもクローズを保証します。手動でオープンする場合はtry...finallyブロックでラップしてください。

try:
    f = open("test.txt", encoding='utf-8')
    # 操作
finally:
    f.close()

書き込みにはw、a、xモードを使用。wは既存内容を上書き；aは保持します。

write()メソッドは文字列（バイナリならbytes）を受け取り、書き込んだ文字数を返します。

with open("test.txt", "w", encoding='utf-8') as f:
    f.write("my first file\n")
    f.write("This file\n\n")
    f.write("contains three lines\n")

行を分けるために改行文字を含めることを忘れずに。

rモードでオープン。read()メソッドはオプションのsize引数を取り、省略時はEOFまで読み取ります。

f = open("test.txt", "r", encoding='utf-8')
print(f.read(4))  # 'This'
print(f.read(4))  # ' is '
print(f.read())   # 残り全体
f.close()

seek()でカーソル移動、tell()で現在位置取得：

print(f.tell())  # 現在位置
f.seek(0)        # 先頭に戻る
print(f.read())  # 全読み取り

行を効率的にイテレーション：

for line in f:
    print(line, end='')

あるいはreadline()とreadlines()で行単位アクセスも可能。

テキストモードでの最も一般的なファイルメソッドの簡潔なリファレンス：

メソッド	説明
close()	ファイルを閉じる
detach()	基盤のバイナリバッファを分離
fileno()	ファイルディスクリプタを返す
flush()	書き込みバッファをフラッシュ
isatty()	ストリームがインタラクティブかチェック
read(n)	最大`n`文字読み取り；`None`でEOFまで
readable()	ストリームが読み取り可能か
readline(n=-1)	1行読み取り、最大`n`文字
readlines(n=-1)	行のリストを返す、最大`n`文字
seek(offset, from_=SEEK_SET)	カーソルを`from_`（先頭、現在、末尾）から`offset`移動
seekable()	ランダムアクセスをサポートするか
tell()	現在のカーソル位置を取得
truncate(size=None)	ファイルを`size`バイトにリサイズ
writable()	ストリームが書き込み可能か
write(s)	文字列`s`を書き込み；書き込んだ文字数を返す
writelines(lines)	文字列のイテラブルを書き込み

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