20 - Xử lí file trong Python

thanhtrung2314 · August 29, 2018, 4:53am

Khái quát về File trong Python

File là một thứ rất quen thuộc đối với những người sử dụng máy tính. Bạn thao tác,tạo lập file hằng ngày. Nó có thể là một bức hình, một văn bản tài liệu, một file thực thi và nhiều nhiều thứ khác nữa.

Trong Python, file có 2 loại:

Text File

Được cấu trúc như một dãy các dòng, mỗi dòng bao gồm một dãy các kí tự và một dòng tối thiểu là một kí tự dù cho dòng đó là dòng trống.
Các dòng trong text file được ngăn cách bởi một kí tự newline và mặc định trong Python chính là kí tự escape sequence newline \n.

Binary File

Các file này chỉ có thể được xử lí bởi một ứng dụng biết và có thể hiểu được cấu trúc của file này.

Và chúng ta ở đây với mức độ cơ bản chỉ xử lí text file.

Mở File trong Python

Khỏi phải bàn, muốn thao tác với file, ta phải mở file. Mà muốn mở file, ta cũng cần phải có file.

Ở đây, mình sẽ tạo một file, và sau đó mở CMD ở ngay trong thư mục chứ file đó để không gặp nhiều khó khăn trong việc xử lí đường dẫn (Việc xử lí đường dẫn, mình sẽ giới thiệu cách xử lí bằng thư viện os trong tương lai).
Tên file sẽ là: kteam.txt
Nội dung file: (gồm 7 dòng)

# How Kteam
# Free Education

# Share to better

print('hello world!')

Hàm open

Được rồi, bây giờ chúng ta sẽ mở file bằng cách sử dụng hàm open
Cú pháp:

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

Ở mức độ cơ bản, chúng ta sẽ chỉ quan tâm đến 2 parameter: file và mode.

Nếu các bạn muốn tìm hiểu rõ hơn về các parameter khác. Hãy dùng lệnh:

>>> help(open)

Ta sẽ bắt đầu bắc cách thử mở một file.
Lưu ý: mình xin được khuyến khích các bạn không sử dụng interactive prompt ở bài này.

>>> file_object = open('kteam.txt')
>>> file_object
<_io.TextIOWrapper name='kteam.txt' mode='r' encoding='cp1258'>
>>> type(file_object) # không cần quan tấm lắm
<class '_io.TextIOWrapper'>

Lưu ý: hàm open trả về một file object. Đây cũng là một iterable.
Tiếp đến là các mode mở file. Và cũng với mức độ cơ bản, Kteam sẽ cung cấp một số mode cơ bản liên quan đến text file.

Đóng File trong Python

Đây là việc chúng ta nên làm sau khi thao tác xong với file. Đó là đóng file.
Cú pháp:

<File>.close()

Tại sao chúng ta nên đóng file sau khi hoàn tất công việc với file?

Giới hạn hệ điều hành. Chẳng hạn một hệ điều hành chỉ cho mở một số file nhất định cùng lúc thì nếu quên đóng file sẽ gây hao tốn. Đặc biệt là các file với dung lượng bự.
Khi một file được mở, hệ điều hành sẽ khóa file đó lại, không cho các chương trình khác có thể xử lí trên file đó nữa nhằm đảm bảo tính nhất quán của dữ liệu.

Do đó hãy close file khi xong việc!

Dẫu vậy, nếu chương trình kết thúc. Tất cả các file đang mở cũng sẽ được đóng lại. Tuy nhiên việc đóng file vẫn là trách nhiệm nằm ở chúng ta.

>>> fobj = open('kteam.txt')
>>> fobj
<_io.TextIOWrapper name='kteam.txt' mode='r' encoding='cp1258'>
>>> fobj.close()
>>> fobj # sau khi đóng file, các phương thức xử lí sẽ không thể sử dụng được
<_io.TextIOWrapper name='kteam.txt' mode='r' encoding='cp1258'>

Đọc File trong Python

Ta có một số phương thức có thể lấy được nội dung của file

Phương thức read

Cú pháp:

<File>.read(size=-1)

Nếu size bị bỏ trống hoặc là một số âm. Nó sẽ đọc hết nội dung của file đồng thời đưa con trỏ file tới cuối file. Nếu không nó sẽ đọc tới n kí tự (với n = size) hoặc cho tới khi nội dung của file đã đọc xong.

Sau khi đọc được nội dung, nó sẽ trả về dưới một dạng chuỗi.

Nếu không đọc được gì, phương thức sẽ trả về một chuỗi có độ dài bằng 0

>>> fobj = open('kteam.txt')
>>> data = fobj.read()
>>> data
"How Kteam\nFree Education\n\nShare to better\n\nprint('hello world!')\n"
>>> print(data)
How Kteam
Free Education

Share to better

print('hello world!')

>>> fobj.read() # con trỏ file ở vị trí cuối cùng, bạn không thể đọc được gì nữa
''
>>> fobj.close() # nhớ đóng file

Dưới đây là một ví dụ về đọc từng số kí tự một

>>> fobj = open('kteam.txt')
>>> fobj.read(2)
'Ho'
>>> fobj.read(10)
'w Kteam\nFr'
>>> fobj.read(20)
'ee Education\n\nShare '
>>> fobj.read()
"to better\n\nprint('hello world!')\n"
>>> fobj.close()

Phức thức readline

Cú pháp:

<File>.readline(size=-1)

Với parameter size thì hoàn toàn tương tự như phương thức read.

Khác biệt ở chỗ, phương thức readline chỉ đọc một dòng có nghĩa là đọc tới khi nào gặp newline hoặc hết file thì ngừng.

Con trỏ file cũng sẽ đi từ dòng này qua dòng khác.

Kết quả đọc được trả về dưới dạng một chuỗi.

Nếu không đọc được gì, phương thức sẽ trả về một chuỗi có độ dài bằng

>>> fobj = open('kteam.txt')
>>> fobj.readline()
'How Kteam\n'
>>> fobj.readline(10)
'Free Educa'
>>> fobj.readline()
'tion\n'
>>> fobj.readline()
'\n'
>>> fobj.readline()
'Share to better\n'
>>> fobj.close()

Phương thức readlines

Cú pháp:

<File>.readlines(hint=-1)

Ở mức độ cơ bản, ta không phải quan tâm đến parameter hint.

Phương thức này sẽ đọc toàn bộ file, sau đó cho chúng vào một list. Với các phần tử trong list là mỗi dòng của file.

Con trỏ file sẽ được đưa tới cuối file. Khi đó, nếu bạn tiếp tục dùng readlines. Bạn sẽ nhận được một list rỗng.

>>> fobj = open('kteam.txt')
>>> list_content = fobj.readlines()
>>> list_content
['How Kteam\n', 'Free Education\n', '\n', 'Share to better\n', '\n', "print('hello world!')\n"]
>>> list_content[2]
'\n'
>>> list_content[-1]
"print('hello world!')\n"
>>> fobj.close()

Đọc file bằng constructor nhận iterable

Như đã nói, file object nhận được từ hàm open cũng là một iterable.

Thế nên, ta có thể sử dụng constructor list

>>> fobj = open('kteam.txt')
>>> list_content = list(fobj)
>>> list_content
['How Kteam\n', 'Free Education\n', '\n', 'Share to better\n', '\n', "print('hello world!')\n"]
>>> fobj.close()

Và cũng có thể là Tuple.

>>> fobj = open('kteam.txt')
>>> tup_content = tuple(fobj)
>>> tup_content
('How Kteam\n', 'Free Education\n', '\n', 'Share to better\n', '\n', "print('hello world!')\n")
>>> fobj.close()

Các constructor này cũng sẽ đưa con trỏ file xuống cuối file.

Ghi File trong Python

Chúng ta có sự giúp đỡ của phương thức write để ghi nội dung vào file.

Và chúng ta cũng không cần phải tạo file. Vì các mode ghi sẽ giúp chúng ta tạo file.

Phương thức write

Cú pháp:

<File>.write(text)

Phương thức này ghi text vào File và trả về số kí tự mà text có.

>>> fobj = open('kteam_2.txt', 'w')
>>> fobj.write('The first line\n') # thêm \n để kết thúc 1 dòng
15
>>> fobj.write('And last line too')
17
>>> fobj.close()

Mỗi lần sử dụng write. Con trỏ file sẽ được đặt ngay sau kí tự cuối cùng được ghi. Hãy lưu ý điều này, nó rất quan trọng đấy. Đặc biệt là khi bạn sử dụng các mode vừa đọc vừa ghi.

Nhưng, bạn sẽ gặp vấn đề như thế này khi sử dụng mode w. Ta hãy mở lại file khi nãy ta mới ghi một vài dòng vào nhé.

>>> fobj = open('kteam_2.txt')
>>> fobj.read()
'The first line\nAnd last line too'
>>> fobj.close()
>>> fobj = open('kteam_2.txt', 'w')
>>> fobj.write('\none more line')
14
>>> fobj.close()
>>> fobj = open('kteam_2.txt')
>>> fobj.read()
'\none more line'
>>> fobj.close()

Đó là nội dung file ban đầu của bạn sẽ bị mất đi. Đó là lí do chúng ta cần mới mode a.

Ta hãy mở lại file ta mới viết thêm một lần nữa.

>>> fobj = open('kteam_2.txt', 'a')
>>> fobj.write('\nthe second line')
16
>>> fobj.close()
>>> fobj = open('kteam_2.txt')
>>> fobj.read()
'\none more line\nthe second line'
>>> fobj.close()

Kiểm soát con trỏ file

Bạn có thể thấy, con trỏ file rất quan trọng, nó dẫn đường cho việc đọc file, viết file. Và bạn cũng cần phải kiểm soát được nó.

Việc đó, ta sẽ nhờ tới phương thức seek

Phương thức seek

Cú pháp:

<File>.seek(offset, whence=0)

Với Python 3.X. Một text file sẽ chỉ được sử dụng whence = 0. Còn whence = 1 hoặc whence = 2 chỉ sử dụng với binary file.

Với Python 2.X thì bạn không phải quan tấm vấn đề này.

Do đó, ta cũng không cần quan tâm tới parameter whence.

Phương thức này giúp ta di chuyển con trỏ từ vị trí đầu file qua offset kí tự. Và parameter offset phải là một số tự nhiên.

Nhờ phương thức này, ta có thể ghi nội dung từ bất cứ đâu trong file.

Và từ đó ta có thể đọc lại file sau khi ta đưa con trỏ file xuống cuối file.

>>> fobj = open('kteam.txt')
>>> fobj.read()
"How Kteam\nFree Education\n\nShare to better\n\nprint('hello world!')\n"
>>> fobj.read()
''
>>> fobj.seek(0)
0
>>> fobj.read()
"How Kteam\nFree Education\n\nShare to better\n\nprint('hello world!')\n"
>>> fobj.seek(10)
10
>>> fobj.read()
"\nFree Education\n\nShare to better\n\nprint('hello world!')\n"
>>> fobj.close()

Câu lệnh with

Cấu trúc cơ bản của câu lệnh with là

with expression [as variable]:
    with-block

Nhớ rằng with-block nằm thụt vào so với dòng with expression (theo chuẩn PEP8 là 4 space và là dùng space không dùng tab)

Câu lệnh này liên quan đến phương thức enter và exit của đối tượng. Do đó, ở đây Kteam sẽ nói cơ bản khi sử dụng file.

Đặc điểm của câu lệnh with khi sử dụng với file là. Khi kết thúc with-block. File sẽ được tự động đóng.

>>> with open('kteam.txt') as fobj:
...     data = fobj.read()
...
>>> data
"How Kteam\nFree Education\n\nShare to better\n\nprint('hello world!')\n"
>>> fobj.read() # không thể đọc file, vì file đã đóng
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: I/O operation on closed file.

Câu hỏi

1, Nêu sự khác nhau giữa mode r+ và w+
2, Tèo mở file dưới mode vừa đọc và ghi. Tèo đang thắc mắc là vì sao sau khi ghi xong rồi, mà Tèo vẫn không đọc được gì cả. Hãy giải đáp giúp Tèo.

>>> teo_file = open('teo.txt', 'w+')
>>> teo_file.write('Teo dep trai\n')
13
>>> teo_file.read()
''

Link of How Kteam’s video

#NEXT
21 - ITERATION OBJECT VÀ MỘT SỐ HÀM HỖ TRỢ CHO ITERATION OBJECT TRONG PYTHON
#PREVIOUS
19 - KIỂU DỮ LIỆU (LỚP) DICT TRONG PYTHON (CHAP 2)