ما پایتون را به عنوان یک زبان برنامه نویسی محبوب و قدرتمند می شناسیم که به طور گسترده در زمینه های مختلف از جمله محاسبات علمی و تجزیه و تحلیل داده ها و توسعه وب استفاده می شود. یکی از جنبه های مهم برنامه نویسی مدیریت فایل و داده است که پایتون چندین ابزار قدرتمند برای پیشبرد این کار ارائه کرده است. فرقی نمی کند که یک برنامه نویس مبتدی باشید یا یک توسعه دهنده با تجربه، درک نحوه کار با فایل ها و پوشه ها در پایتون برای شما یک قانون اساسی است. در این مقاله، اصول مدیریت فایل در پایتون، از جمله نحوه خواندن و نوشتن فایل ها، نحوه رسیدگی به خطاها، خواندن و نوشتن داده های باینری، کار با دایرکتوری ها و نحوه کار با فرمت های مختلف فایل را پوشش خواهیم داد.

مروری بر مدیریت فایل در پایتون

دانستن قوانین مدیریت فایل و پوشه ریشه برای هر زبان برنامه نویسی ضروری است. ما در پایتون ماژول های مختلفی از جمله ماژول های سیستم عامل و shutil داخلی (توکار) برای مدیریت فایل داریم. این ماژول ها روش های مفیدی را برای کار با دایرکتوری ها و فایل ها و مسیرهای رسیدن به آنها ارائه می کنند.

آموزش عملیات پایه فایل در پایتون

اولین قدم در آموزش مدیریت فایل در پایتون، توضیح اصول کار با فایل ها است. این بدان معناست که شما باید با انواع عملیات فایل مانند خواندن و نوشتن و افزودن داده به فایل ها آشنا باشید. پایتون چندین توابع داخلی برای خواندن و نوشتن فایل های متنی از جمله open()، read() و write() ارائه می دهد.

تابع open() برای باز کردن فایل و برگرداندن آن به عنوان یک شی استفاده می شود. پس از باز کردن فایل با این تابع، می توان از آن برای خواندن یا نوشتن یا افزودن داده به فایل استفاده کرد. این تابع دارای دو پارامتر (آگومان) است: نام فایل و حالتی که فایل در آن باز می شود. حالت مشخص می کند که آیا فایل باید برای خواندن، نوشتن یا هر دو باز شود. حالت های مختلف عبارتند از:

• “پ”: حالت خواندن، که فایل را فقط خواندنی باز می کند.
• “w”: حالت نوشتن که فایل را فقط برای نوشتن باز می کند. اگر فایل از قبل وجود داشته باشد، طول آن صفر خواهد بود. اگر فایل وجود نداشته باشد، یک فایل جدید ایجاد می شود.
• “آ”: حالتی اضافه کنید که فایل را فقط برای نوشتن باز می کند. اگر فایل وجود داشته باشد، داده ها به آن اضافه می شوند. اگر فایل وجود نداشته باشد، یک فایل جدید ایجاد می شود.
• ‘ایکس’: حالت نگارش انحصاری که فایل را فقط برای نوشتن باز می کند. اگر فایل وجود نداشته باشد، یک فایل جدید ایجاد می شود. اگر فایل از قبل وجود داشته باشد، یک خطا ایجاد می کند.

رایج ترین نوع فایلی که در پایتون با آن کار خواهید کرد، یک فایل متنی حاوی متن ساده است. در اینجا مثالی از نحوه خواندن و نوشتن یک فایل متنی در پایتون آورده شده است:

# Open a file for reading
file = open('example.txt', 'r')
# Read the contents of the file
content = file.read()
# Close the file
file.close()
# Open a file for writing
file = open('example.txt', 'w')
# Write some text to the file
file.write('Hello, world!')
# Close the file
file.close()

در این مثال، ابتدا فایلی به نام example.txt را برای خواندن با استفاده از تابع open() با حالت ‘r’ باز می کنیم. سپس از تابع read() برای خواندن کل محتویات فایل استفاده می کنیم و در نهایت آن را در یک متغیر رشته ای به نام Content ذخیره می کنیم. پس از خواندن فایل، آن را با استفاده از روش ()close می بندیم.
سپس همان فایل را برای نوشتن با استفاده از تابع open() با حالت ‘w’ باز می کنیم. سپس از تابع write() برای نوشتن رشته “Hello World!” استفاده کنید و در نهایت فایل را دوباره با متد close() می بندیم.

توجه به این نکته ضروری است که وقتی فایلی را برای نوشتن با استفاده از حالت ‘w’ باز می کنید، پایتون محتوای فایل را در صورت وجود بازنویسی می کند. اگر می خواهید به جای بازنویسی فایل، داده ای را به آن اضافه کنید، بهتر است آن را در حالت “a” باز کنید.

آموزش خواندن فایل ها در پایتون

آموزش عملیات پیشرفته فایل

پس از یادگیری اصول اولیه عملیات فایل، گام بعدی یادگیری عملیات فایل پیشرفته تر است. عملیات پیشرفته فایل شامل مدیریت خطا، کار با فرمت های مختلف فایل، خواندن و نوشتن داده های باینری و کار با فهرست ها می باشد.

1. مدیریت خطا در پایتون

برای کار با فایل ها در پایتون، باید برای بروز خطاها آماده باشید و بدانید که چگونه آنها را برطرف کنید. به عنوان مثال، اگر بخواهید فایلی را باز کنید که وجود ندارد، پایتون با خطا مواجه می شود. برای رسیدگی به این خطا و نمایش یک پیغام خطای معنی دار به کاربر، از دستور try و غیر استفاده می کنیم. دستور try برای اجرای کدی که ممکن است باعث خطا شود و از دستور استثنا برای رسیدگی به خطا استفاده می شود.
در اینجا مثالی از استفاده از دستورات try و استثنا برای رسیدگی به خطاها (هنگام باز کردن یک فایل) آورده شده است:

try:
    file = open('example.txt', 'r')
    content = file.read()
    file.close()
except FileNotFoundError:
    print('The file does not exist.')

در این مثال، ما از یک بلوک try/except برای رسیدگی به خطای FileNotFoundError استفاده کردیم که در صورت عدم وجود فایل example.txt ممکن است رخ دهد. اگر خطایی رخ دهد، پیامی را برای کاربر چاپ می کنیم که نشان می دهد فایل وجود ندارد.

2. با فرمت های مختلف فایل کار کنید

کار با فرمت های مختلف فایل در پایتون شامل استفاده از کتابخانه های مناسب برای خواندن و نوشتن و دستکاری داده ها در فرمت دلخواه است. در اینجا ما چند فرمت فایل رایج و کتابخانه های مرتبط با آنها را در پایتون ارائه می کنیم:

• csvفرمت CSV یا Comma Separated Values ​​یک فرمت ساده و پرکاربرد برای ذخیره سازی داده ها به صورت جدولی است. برای کار با فایل‌های CSV در پایتون، از ماژول داخلی «csv» استفاده کنید که روش‌هایی را برای خواندن و نوشتن فایل‌های CSV ارائه می‌کند. همچنین می توانید از تابع ()csv.reader برای خواندن فایل CSV و تابع ()csv.writer برای نوشتن در فایل CSV استفاده کنید.
• JSONفرمت JSON یا JavaScript Object Notation یک قالب داده کوچک است که خواندن و نوشتن آن برای توسعه دهندگان و تجزیه و تولید برای ماشین ها آسان است. برای کار با فایل های JSON در پایتون، می توانید از ماژول داخلی “json” استفاده کنید که روش هایی را برای رمزگذاری و رمزگشایی داده های JSON ارائه می دهد. توصیه می شود از تابع json.load() برای خواندن فایل JSON و تابع json.dump() برای نوشتن در فایل JSON استفاده کنید.
• XMLفرمت XML یا Extensible Markup Language یکی از زبان های نشانه گذاری است که برای ذخیره و تبادل داده ها استفاده می شود. برای کار با فایل های XML در پایتون، ماژول “xml.etree.ElementTree” یک API برای کار با داده های XML ارائه می دهد. همچنین مسئول خواندن فایل XML با تابع ElementTree.parse() و نوشتن در فایل XML با تابع ElementTree.Element.write() خواهد بود.
• برتری داشتن: اکسل یک برنامه معروف ذخیره سازی و مدیریت اطلاعات است. برای کار با فایل‌های اکسل در پایتون، به ماژول «openpyxl» نیاز دارید که روش‌هایی را برای خواندن و نوشتن فایل‌های اکسل ارائه می‌کند. می توانید از تابع openpyxl.load_workbook() برای خواندن فایل اکسل و تابع openpyxl.Workbook.save() برای نوشتن در فایل اکسل استفاده کنید.
• PDFفرمت PDF یا فرمت سند قابل حمل فرمتی است که برای ارائه و تبادل اسناد به صورت ایمن و مستقل از نرم افزار، سخت افزار یا سیستم عامل استفاده می شود. برای کار با فایل های PDF در پایتون می توانید از ماژول «PyPDF2» استفاده کنید که روش هایی برای خواندن و نوشتن فایل های PDF دارد. مانند قبل، از تابع PdfFileReader() برای خواندن فایل PDF و تابع PdfFileWriter() برای نوشتن روی فایل PDF استفاده کنید.

در ادامه مثالی از استفاده از ماژول ‘csv’ برای کار با یک فایل CSV داریم:

import csv
# Read data from a CSV file
with open("data.csv", "r") as file:
    reader = csv.reader(file)
    for row in reader:
        print(row)
# Write data to a CSV file
with open("output.csv", "w", newline="") as file:
    writer = csv.writer(file)
    writer.writerow(["Name", "Age", "City"])
    writer.writerow(["John Doe", 30, "New York"])
    writer.writerow(["Jane Doe", 25, "Chicago"])

در کد بالا، تابع ()csv.reader از فایل CSV به نام data.csv برای خواندن داده ها و چاپ هر خط از فایل در کنسول با استفاده از یک حلقه استفاده می کند. سپس از تابع ()csv.writer برای نوشتن داده ها در یک فایل CSV جدید به نام output.csv استفاده می شود تا یک ردیف هدر برای نام ستون ها ایجاد شود.

3. خواندن و نوشتن داده های باینری

پایتون حالت‌های rb و wb را برای خواندن و نوشتن داده‌های باینری روی فایل‌ها فراهم می‌کند. حالت rb برای خواندن داده های باینری و حالت wb برای نوشتن داده های باینری کار می کند. در اینجا نمونه ای از استفاده از حالت های rb و wb برای خواندن و نوشتن داده های باینری آورده شده است:

with open("example.bin", "wb") as file:
    file.write(b"x00x01x02x03x04x05x06x07")
with open("example.bin", "rb") as file:
    data = file.read()

4. کار با دایرکتوری ها در پایتون

برای کار با دایرکتوری ها، پایتون ماژول ‘os’ را در اختیار شما قرار می دهد. ماژول ‘os’ راه هایی را برای ایجاد، حذف و فهرست کردن دایرکتوری ها (پوشه ها) ارائه می دهد. در اینجا مثالی از استفاده از ماژول ‘os’ برای ایجاد یک فهرست آورده شده است:

import os
os.mkdir("example")

5. مدیریت دایرکتوری ها در پایتون

وقتی تعداد فایل ها زیاد باشد، مدیریت آنها اهمیت بیشتری پیدا می کند. در زیر به طور خلاصه روش های عملی مدیریت دایرکتوری را ارائه می دهیم:

• دریافت پوشه فعلی، یعنی پوشه ای که در حال حاضر کار می کند، با متد getcwd() انجام می شود. نتیجه استفاده از این روش یک رشته خواهد بود.
• اگر لیستی از دایرکتوری ها و فایل ها می خواهید، باید از متد listdir() استفاده کنید. برای استفاده از این روش باید مسیر را مشخص کنید. زیرا اگر مسیر نامشخص باشد، پوشه کاری به صورت خودکار انتخاب می شود.
• با استفاده از روش ها می توان نام پوشه را نیز تغییر داد. متد rename() مسئول این وظیفه است و دو پارامتر را می پذیرد. نام قدیمی را در پارامتر اول و نام جدید را در پارامتر دوم قرار دهید.
• برای فایل word یا پوشه (پوشه) در پایتون، باید دو روش را بدانید: روش remove() برای حذف فایل و روش rmdir() برای حذف پوشه کار می کند.

اگر در پایتون با تعداد زیادی فایل و پوشه سروکار دارید، مدیریت فایل مانند حذف، تغییر نام و دریافت به شما کمک می کند تا فایل ها و پوشه های خود را بهتر سازماندهی کنید.

نتیجه

یادگیری مدیریت فایل در پایتون بخشی ضروری از برنامه نویسی است. هنگامی که با عملیات اولیه و پیشرفته فایل آشنا شدید، یک گام اساسی برای مدیریت فایل ها برداشته و قادر خواهید بود برنامه های پیچیده تری بنویسید. مدیریت فایل و آشنایی دقیق با آن زمانی به سراغ شما خواهد آمد که برای سازماندهی تعداد زیادی فایل سرگردان باشید. به عنوان مثال، ماژول ‘os’ اولین و موثرترین روشی است که پوشه ها و فایل ها را سازماندهی می کند. در این مقاله به بررسی اصول اولیه عملیات فایل در پایتون از جمله خواندن و نوشتن و افزودن داده به فایل ها پرداختیم. ما همچنین به عملیات پیشرفته فایل مانند رسیدگی به خطا، نحوه کار با فرمت های مختلف فایل، خواندن و نوشتن داده های باینری و کار با فهرست ها نگاه کردیم.

سوالات متداول

1. منظور از فایل در برنامه نویسی پایتون چیست؟

ذخیره سازی طولانی مدت اطلاعات در فایل ها انجام می شود.

2. برای ایجاد یک پوشه یا دایرکتوری جدید از چه روشی استفاده کنیم؟

برای این کار باید از متد mkdir() استفاده کنیم.

3. اولین مرحله برای انجام عملیات فایل چیست؟

باز کردن فایل با تابع open() اولین گام در انجام عملیات فایل است.

{ “@context”: “https://schema.org”، “@type”: “FAQPage”، “mainEntity”: [{
“@type”: “Question”,
“name”: “منظور از فایل در برنامه‌نویسی پایتون چیست؟”,
“acceptedAnswer”: {
“@type”: “Answer”,
“text”: “ذخیره‌سازی اطلاعات در بلند‌مدت داخل فایل‌ها انجام می‌شود.”
}
},{
“@type”: “Question”,
“name”: “برای ساخت پوشه یا دایرکتوری جدید از چه متدی استفاده کنیم؟”,
“acceptedAnswer”: {
“@type”: “Answer”,
“text”: “برای این کار باید از متد ()mkdir استفاده کنیم.”
}
},{
“@type”: “Question”,
“name”: “اولین گام برای انجام عملیات روی فایل‌ها چیست؟”,
“acceptedAnswer”: {
“@type”: “Answer”,
“text”: “باز‌کردن فایل با تابع  ()open اولین گام برای انجام عملیات روی فایل‌هاست.”
}
}]
}

آموزش نوشتن مدیریت فایل در پایتون بررسی عملیات پایه و پیشرفته فایل برای اولین بار در پارسپک. به نظر می رسد.