Pythonファイル処理：完全ガイド

このチュートリアルは、Pythonでのファイル処理に関する包括的なガイドを提供します。ファイルは永続的なデータの保存と取得に不可欠であり、プログラムが実行時を超えたデータとやり取りすることを可能にします。ファイルのオープンとクローズから、ファイルの読み取り、書き込み、名前変更、削除まで、基本的なファイル操作について説明します。また、エラー処理と効率的なファイル管理のベストプラクティスについても探ります。

目次:

1. ファイルのオープン
2. ファイルオブジェクトとコンテキストマネージャー
3. ファイルへの書き込み
4. ファイルからの読み取り
5. ファイルシステム操作：名前変更と削除
6. 例外処理

1. ファイルのオープン

open()関数は、Pythonでのファイル操作の基礎です。ファイル名（文字列）とモードを主な引数として受け取ります。モードは、ファイルがどのようにアクセスされるかを決定します（読み取り、書き込み、追加など）。

一般的なモードには以下が含まれます。

• 'r': 読み取り（デフォルト）。読み取りのために開きます。ファイルが存在しない場合はエラーが発生します。
• 'w': 書き込み。書き込みのために開きます。ファイルが存在する場合は上書きし、存在しない場合は作成します。
• 'a': 追加。書き込みのために開きます。ファイルが存在する場合は末尾に追加し、存在しない場合は作成します。
• 'x': 排他的作成。新しいファイルを作成します。ファイルが既に存在する場合はエラーが発生します。
• 'b': バイナリモード。テキスト以外のファイル（画像、実行ファイル）用です。他のモードと組み合わせることができます（例：'rb'、'wb'）。
• 't': テキストモード（デフォルト）。テキストファイル用です。

# 書き込みのためにファイルを開く
file = open("my_file.txt", "w")

# 読み取りのためにファイルを開く
file = open("my_file.txt", "r")

# バイナリモードで読み取りのためにファイルを開く
file = open("image.jpg", "rb")

2. ファイルオブジェクトとコンテキストマネージャー

open()はファイルオブジェクトを返し、ファイル操作のためのメソッドを提供します。重要なベストプラクティスとして、コンテキストマネージャー（with文）を使用して、エラーが発生した場合でもファイルが自動的に閉じられるようにします。

with open("my_file.txt", "w") as file:
    file.write("This is some text.n")  # このブロックの後、ファイルは自動的に閉じられる

with open("my_file.txt", "r") as file:
    contents = file.read()
    print(contents)

3. ファイルへの書き込み

write()メソッドは文字列をファイルに書き込みます。複数の行を書き込むには、改行文字nを使用します。

with open("my_file.txt", "w") as file:
    file.write("Line 1n")
    file.write("Line 2n")

4. ファイルからの読み取り

いくつかのメソッドでファイルデータを読み取ることができます。

• read(): ファイルの内容全体を単一の文字列に読み取ります。
• readline(): 1行読み取ります。
• readlines(): 全ての行を文字列のリストに読み取ります。
• 反復処理: ファイルオブジェクトを直接反復処理して、1行ずつ読み取ることができます。

with open("my_file.txt", "r") as file:
    contents = file.read()
    print(contents)

    file.seek(0) # ファイルポインタをリセット
    line = file.readline()
    print(line)

    file.seek(0) # ファイルポインタをリセット
    lines = file.readlines()
    print(lines)

    file.seek(0) # ファイルポインタをリセット
    for line in file:
        print(line, end="") # end="" は余分な改行を防ぐ

5. ファイルシステム操作：名前変更と削除

osモジュールは、ファイルシステム操作のための関数を提供します。

import os

# ファイルの名前を変更する
os.rename("my_file.txt", "new_file.txt")

# ファイルを削除する
os.remove("new_file.txt")

6. 例外処理

ファイル操作を行う際には、常に潜在的な例外（FileNotFoundError、IOErrorなど）を処理してください。

try:
    with open("my_file.txt", "r") as file:
        # ...ファイル操作...
except FileNotFoundError:
    print("ファイルが見つかりません。")
except IOError as e:
    print(f"IOエラーが発生しました: {e}")