Bài giảng Lập trình Python - Bài 9: Làm việc với tập tin trong Python

Nội dung text: Bài giảng Lập trình Python - Bài 9: Làm việc với tập tin trong Python

1. LẬP TRÌNH PYTHON Bài 9: Làm việc với tập tin trong Python
2. Tóm tắt nội dung bài trước ▪ Python đòi hỏi lập trình viên triệt để xử lý các vấn đề phát sinh khi thực thi chương trình bằng cơ chế ngoại lệ ▪ Python cung cấp cú pháp try-except-else-finally để xử lý ngoại lệ ▪ Khối try chứa đoạn mã có thể phát sinh lỗi ▪ Khối except để xử lý ngoại lệ phát sinh từ khối try ▪ Khối else thực thi trong trường hợp khối try không sinh lỗi ▪ Khối finally luôn được thực thi trong mọi tình huống, sử dụng để thực thi những đoạn mã “dọn dẹp” các vấn đề còn tồn đọng ▪ Lập trình viên có thể tự sinh ngoại lệ bằng cách sử dụng lệnh raise và có thể tự tạo hệ thống ngoại lệ của riêng mình nếu cần TRƯƠNG XUÂN NAM 2
3. Nội dung 1. Quan điểm xử lý tập tin của Python 2. Đóng/Mở tập tin 3. Đọc/Ghi dữ liệu của tập tin 4. Con trỏ tập tin 5. Làm việc với hệ thống thư mục 6. Bài tập TRƯƠNG XUÂN NAM 3
4. Phần 1 Quan điểm xử lý tập tin của Python TRƯƠNG XUÂN NAM 4
5. Quan điểm xử lý tập tin của Python ▪ Tập tin (file) và thư mục (folder) là thành phần cơ bản của hệ thống lưu trữ dữ liệu bền vững ▪ Tuy có một vài hệ thống không sử dụng những khái niệm này ▪ Python cung cấp khả năng xử lý tập tin như là thành phần cơ bản của ngôn ngữ (một số ngôn ngữ lập trình khác xem xử lý tập tin là tính năng mở rộng) ▪ Python chia các tác vụ tập tin làm hai nhóm: 1. Tác vụ quản lý: không ảnh hưởng đến nội dung tập tin (đổi tên, di chuyển, xóa, sao chép, phân quyền, ) 2. Tác vụ nội dung: có tương tác với nội dung tập tin (đọc, ghi, ) ▪ Loại tác vụ quản lý, Python cung cấp nhiều hàm thuộc thư viện os (import os) để xử lý chỉ với 1-2 dòng lệnh TRƯƠNG XUÂN NAM 5
6. Quan điểm xử lý tập tin của Python ▪ Loại tác vụ nội dung, Python thực hiện quy trình 3 bước mở tập tin – xử lý – đóng tập tin tương tự như các ngôn ngữ lập trình khác ▪ Python cũng chia tập tin làm hai loại: ▪ Tập tin văn bản: chứa nội dung chủ yếu là text và các dấu trình bày (tab, xuống dòng, căn lề, ) • Python tự động xử lý việc lưu trữ dấu xuống dòng khác nhau giữa các hệ điều hành Linux/Unix và Windows • Python hỗ trợ việc tự động chuyển đổi mã hóa (encode) giữa các loại văn bản khác nhau ▪ Tập tin nhị phân: Python xem như dãy các byte dữ liệu và thường thao tác theo các khối dữ liệu để tăng tốc độ xử lý TRƯƠNG XUÂN NAM 6
7. Phần 2 Đóng/Mở tập tin TRƯƠNG XUÂN NAM 7
8. Làm việc với nội dung tập tin ▪ Làm việc với nội dung tập tin trong python gồm 3 bước: 1. Mở tập tin: Đây là bước yêu cầu hệ thống chuẩn bị các điều kiện cần thiết để đọc/ghi nội dung tập tin bao gồm định vị dữ liệu trên vùng lưu trữ và khởi tạo các vùng đệm 2. Làm việc với tập tin: Bước chính của quá trình, trong bước này chương trình thực hiện các thao tác liên quan đến nội dung tập tin 3. Đóng tập tin: Đảm bảo nội dung mới được cập nhật lên vùng lưu trữ và giải phóng các tài nguyên đã được cấp phát để làm việc với tập tin ▪ Các bước này đều có thể phát sinh ngoại lệ IOError ▪ Đây là 3 bước chung của mọi ngôn ngữ lập trình khi làm việc với tập tin, không phải của riêng Python TRƯƠNG XUÂN NAM 8
9. Mở file ▪ Thao tác mở file khá chậm, vì thực hiện những bước sau: ▪ Kiểm tra người dùng có mở quá nhiều file không ▪ Kiểm tra file có tồn tại trên hệ thống hay không ▪ Kiểm tra chương trình có quyền truy cập nội dung hay không ▪ Kiểm tra có thể thao tác file vào thời điểm hiện tại hay không • File có thể bị khóa bởi chương trình khác • File có thể chỉ đọc vì được ghi trên thiết bị cấm ghi • File có thể chỉ ghi vì nó là loại thiết bị cấm đọc ▪ Định vị vùng dữ liệu file trên thiết bị lưu trữ ▪ Chuẩn bị vùng đệm cho việc đọc/ghi dữ liệu ▪ Vì vậy chỉ mở file khi cần thiết ▪ Chọn cách mở file phù hợp với mục đích xử lý TRƯƠNG XUÂN NAM 9
10. Mở file: f = open(filename, mode) Giá trị Ý nghĩa r Mở tập tin văn bản chỉ để đọc r+ Mở tập tin văn bản để đọc và ghi rb Mở tập tin nhị phân chỉ để đọc rb+, r+b Mở tập tin nhị phân để đọc và ghi w Mở tập tin văn bản để ghi, nếu tập tin không tồn tại thì sẽ tạo mới Mở tập tin văn bản để đọc và ghi, nếu tập tin không tồn tại thì sẽ tạo w+ mới wb Mở tập tin nhị phân để ghi, nếu tập tin không tồn tại thì sẽ tạo mới Mở tập tin nhị phân để đọc và ghi, nếu tập tin không tồn tại thì sẽ tạo wb+, w+b mới Mở tập tin văn bản để ghi tiếp vào cuối nếu tập tin đã tồn tại, nếu tập a tin không tồn tại thì sẽ tạo mới TRƯƠNG XUÂN NAM 10
11. Mở file: f = open(filename, mode) Giá trị Ý nghĩa Mở tập tin văn bản để đọc và ghi tiếp vào cuối nếu tập tin đã tồn tại, a+ nếu tập tin không tồn tại thì sẽ tạo mới Mở tập tin nhị phân để ghi tiếp vào cuối nếu tập tin đã tồn tại, nếu tập ab tin không tồn tại thì sẽ tạo mới Mở tập tin nhị phân để đọc và ghi tiếp vào cuối nếu tập tin đã tồn tại, ab+, a+b nếu tập tin không tồn tại thì sẽ tạo mới x Tạo tập tin văn bản mới để ghi, sinh lỗi nếu tập tin đã tồn tại x+ Tạo tập tin văn bản mới để đọc và ghi, sinh lỗi nếu tập tin đã tồn tại xb Tạo tập tin nhị phân mới để ghi, sinh lỗi nếu tập tin đã tồn tại xb+, x+b Tạo tập tin nhị phân mới để đọc và ghi, sinh lỗi nếu tập tin đã tồn tại b Mở tập tin nhị phân để đọc Mở tập tin văn bản để đọc (đây là giá trị mặc định của mode khi gọi t hàm open) TRƯƠNG XUÂN NAM 11
12. Ví dụ về mở file # mở file mode 'r' hoăc 'rt' để đọc f1 = open("test.txt") # mở file mode 'w' để ghi f2 = open("test.txt", 'w') # mở file mode 'r+b' để đọc và ghi dạng nhị phân f3 = open("img.bmp", 'r+b') # mở file văn bản để đọc # chỉ định rõ nội dung được mã hóa dạng utf-8 f4 = open("test.txt", mode = 'r', encoding = 'utf-8') TRƯƠNG XUÂN NAM 12
13. Đóng file: f.close() ▪ Thao tác đóng file rất quan trọng: ▪ Đẩy mọi dữ liệu trên vùng đệm xuống thiết bị lưu trữ ▪ Cập nhật thông tin trên hệ thống file (filesize, last update, ) ▪ Giải phóng vùng dữ liệu dùng cho làm việc với file ▪ Vì vậy khi không sử dụng đến file nữa, nên đóng file ngay ▪ Quên đóng file có gây lỗi không? Không có lỗi, hệ thống tự đóng tất cả các file đang mở khi kết thúc chương trình ▪ Sử dụng phát biểu with giúp tự động đóng file: with open("test.txt", encoding = 'utf-8') as f: # thực hiện các thao tác với tệp # biến f bị hủy, tập tin được tự động đóng lại TRƯƠNG XUÂN NAM 13
14. Đóng file: f.close() ▪ Cách làm đúng nhất là đóng file trong khối finally: try: # mở tập tin f = open("test.txt", encoding = 'utf-8') # thực hiện các thao tác với tệp finally: # đóng tập tin f.close() ▪ Chú ý: ngay cả lệnh đóng file cũng có thể sinh ngoại lệ, trong trường hợp này ngoại lệ sẽ được trả về khối try bên ngoài TRƯƠNG XUÂN NAM 14
15. Phần 3 Đọc/Ghi dữ liệu của tập tin TRƯƠNG XUÂN NAM 15
16. Các hàm đọc file ▪ read(N): đọc N byte tiếp theo ▪ Nếu không viết N thì đọc đến cuối file ▪ Nếu dữ liệu trong file không đủ N byte thì đọc đến cuối file ▪ Nếu tập tin mở ở chế độ văn bản thì trả về str ▪ Nếu tập tin mở ở chế độ nhị phân thì trả về dãy byte ▪ readline(N): đọc một dòng từ file, tối đa là N byte, nếu không viết N thì trả về str là dữ liệu được đọc tới khi nào gặp kí tự hết dòng hoặc hết file ▪ Dữ liệu trả về bao gồm cả kí tự xuống dòng \n, trừ tình huống đọc dòng cuối cùng của file TRƯƠNG XUÂN NAM 16
17. Các hàm đọc file ▪ readlines(N): sử dụng readline đọc các dòng cho đến hết file và trả về một danh sách các string, nếu viết N thì sẽ xử lý tối đa là N byte ▪ Các lập trình viên Python có cách đọc mọi dòng của file đơn giản hơn rất nhiều: for line in open("test.txt", encoding = 'utf-8'): # thực hiện các thao tác với từng dòng ▪ Như vậy file văn bản trong Python là một kiểu tuần tự ▪ Đoạn mã trên có thể ghép cùng với phát biểu with: with open('workfile') as f: for line in f: print(line, end='') TRƯƠNG XUÂN NAM 17
18. Các hàm ghi dữ liệu ra file ▪ write(data): ghi data ra file, trả về số byte ghi được ▪ Phương thức làm việc với cả file văn bản và file nhị phân ▪ Nếu file văn bản thì data phải là kiểu str ▪ Nếu file nhị phân thì data phải là khối byte (kiểu bytearray hoặc kiểu bytes) ▪ writelines(data): ghi toàn bộ nội dung data vào file theo từng dòng ▪ Chỉ làm việc với kiểu file văn bản ▪ Dữ liệu data phải là danh sách các str ▪ Nếu cố dùng kiểu dữ liệu khác sẽ phát sinh lỗi TypeError TRƯƠNG XUÂN NAM 18
19. Phần 4 Con trỏ tập tin TRƯƠNG XUÂN NAM 19
20. Con trỏ tập tin ▪ Con trỏ tập tin là vị trí hiện thời sẽ đọc/ghi dữ liệu, tương tự như khi ta ghi dữ liệu lên màn hình ▪ Một tập tin chỉ có một con trỏ tập tin ▪ Khi mở tập tin ở chế độ “thêm cuối” (a – append), con trỏ tập tin tự động đặt ở cuối tập tin ▪ Các chế độ mở tập tin khác luôn đặt con trỏ tập tin ở đầu ▪ Python cung cấp một số lệnh cho phép lấy vị trí và di chuyển con trỏ tập tin ▪ Chỉ nên sử dụng với tập tin nhị phân ▪ Không phải loại tập tin nào cũng lấy được vị trí hoặc dịch chuyển được con trỏ TRƯƠNG XUÂN NAM 20
21. Phương thức làm việc với con trỏ tập tin Phương thức Chức năng Chuyển con trỏ tập tin đến vị trí mới offset, tham số thứ hai from quyết định cách tính vị trí: seek(offset, from) - SEEK_SET = 0: tính từ đầu tập tin (mặc định) - SEEK_CUR = 1: tính từ vị trí hiện thời - SEEK_END = 2: tính từ cuối tập tin Trả về True nếu tập tin là dạng truy cập ngẫu nhiên (dùng seekable() được phương thức seek ở trên) tell() Trả về vị trí con trỏ tập tin hiện tại (tính từ đầu tập tin) TRƯƠNG XUÂN NAM 21
22. Các phương thức khác của tập tin Phương thức Chức năng fileno() Trả về một số nguyên là mã định danh của tập tin flush() Đẩy dữ liệu khỏi vùng đệm, ghi xuống thiết bị lưu trữ isatty() Trả về True nếu tập tin được kết nối với một thiết bị đầu cuối read(N) Đọc N byte tiếp theo của tập tin readable() Trả về True nếu tập tin có thể đọc được readline() Đọc và trả về một dòng từ tập tin readlines() Đọc và trả về một danh sách các dòng từ tập tin truncate(size) Cắt tập tin hiện tại lấy đúng thành size byte đầu tiên writable() Trả về True nếu tập tin có thể ghi được. write(S) Ghi nội dung biến S xuống tập tin Ghi nội dung biến lines xuống tập tin, biến này là một danh sách writelines(lines) các chuỗi, các chuỗi sẽ được ghi liên tiếp xuống tập tin TRƯƠNG XUÂN NAM 22
23. Phần 5 Làm việc với hệ thống thư mục TRƯƠNG XUÂN NAM 23
24. Làm việc với hệ thống thư mục ▪ Các phương thức quản lý tập tin và thư mục đều thuộc thư viện os (import os) ▪ Các phương thức loại này đều có thể sinh lỗi OSError ▪ Để tương thích giữa các hệ điều hành, Python xem các dấu gạch chéo đều là dấu phân tách đường dẫn ▪ Nghĩa là "c:\\test", r’c:\test’ và "c:/test" được coi là như nhau ▪ Lấy thư mục làm việc hiện tại: os.getcwd() ▪ Trường hợp lấy str dạng mã ASCII thì dùng os.getcwdb() ▪ Thay đổi thư mục làm việc: os.chdir(path) với path là đường dẫn đến thư mục mới ▪ Tạo thư mục mới: os.mkdir(path) TRƯƠNG XUÂN NAM 24
25. Làm việc với hệ thống thư mục ▪ Lấy danh sách các thư mục và tập tin nằm trong thư mục path: os.listdir(path) ▪ Nếu bỏ tham số path thì lấy danh sách từ thư mục hiện tại ▪ Đổi tên thư mục hoặc tập tin: os.rename(old, new) ▪ Phương thức làm việc với cả tập tin và thư mục ▪ Xóa bỏ tập tin: os.remove(filename) ▪ Xóa bỏ thư mục: os.rmdir(path) ▪ Phương thức chỉ xóa được thư mục trống ▪ Trường hợp muốn xóa thư mục bất kể nó trống hay không, có thể sử dụng phương thức shutil.rmtree(path) (cần import thư viện shutil) TRƯƠNG XUÂN NAM 25
26. Phân giải đường dẫn theo thư mục làm việc # Chú ý: Python phân giải đường dẫn theo thư mục hiện tại # Vì vậy cần rất cẩn thận khi viết đường dẫn trong các lệnh import os # tạo thư mục abc trong thư mục hiện tại os.mkdir('abc') # tạo thư mục xyz trong thư mục abc thuộc thư mục hiện tại os.mkdir('abc/xyz') # tạo thư mục abc trong trong thư mục temp thuộc ổ đĩa C os.mkdir('C:/temp/abc') TRƯƠNG XUÂN NAM 26
27. Phần 6 Bài tập TRƯƠNG XUÂN NAM 27
28. Bài tập TRƯƠNG XUÂN NAM 28
29. Bài tập TRƯƠNG XUÂN NAM 29
30. Bài tập TRƯƠNG XUÂN NAM 30