Κεφάλαιο 6 - Διαχείριση Αρχείων στην Python

Εισαγωγή στη Διαχείριση Αρχείων στην Python

• Η δημιουργία, ανάγνωση και εγγραφή σε αρχεία είναι θεμελιώδεις εργασίες σε προγράμματα.
• Η Python υποστηρίζει τη διαχείριση αρχείων μέσω ενσωματωμένων συναρτήσεων.
• Τα προγράμματα που έχουμε δει ως τώρα είναι προσωρινά, δεδομένου ότι τα δεδομένα τους χάνονται μετά την εκτέλεση.
• Σε πολλές περιπτώσεις είναι επιθυμητή η αποθήκευση των δεδομένων σε αρχεία για μελλοντική χρήση.
• Η ανάγνωση και εγγραφή ονομάζεται Είσοδος/Έξοδος Αρχείου.
• Υπάρχουν δύο τύποι αρχείων: αυτά που περιέχουν τον κώδικα του προγράμματος και αυτά που περιέχουν τα δεδομένα.
• Τα αρχεία δεδομένων είναι συνήθως αρχεία κειμένου, τα οποία περιέχουν μια ακολουθία χαρακτήρων αποθηκευμένη σε μόνιμο μέσο αποθήκευσης.
• Για να χρησιμοποιηθεί ένα αρχείο, πρέπει πρώτα να ανοιχτεί με την συνάρτηση open() και στη συνέχεια να κλείσει με την συνάρτηση close().

Άνοιγμα Αρχείου

• Η συνάρτηση open() επιστρέφει ένα αντικείμενο αρχείου και έχει τη σύνταξη: open("όνομα_αρχείου", "τρόπος_προσπέλασης").
• Το πρώτο όρισμα είναι το όνομα του αρχείου, ενώ το δεύτερο είναι ένα σύμβολο (σημαία) που καθορίζει τον τρόπο προσπέλασης.
• Αν δεν καθοριστεί ο τρόπος προσπέλασης, θεωρείται εξ ορισμού ως "r" (ανάγνωση).
• Για παράδειγμα, fin = open('words.txt','w') ανοίγει το αρχείο "words.txt" για εγγραφή.

Τρόποι Προσπέλασης Αρχείου

• "r": Ανάγνωση.
• "w": Εγγραφή (διαγραφή προηγούμενων περιεχομένων, αν υπάρχουν).
• "a": Προσθήκη (append) – διατήρηση προηγούμενων περιεχομένων.
• "r+": Άνοιγμα αρχείου για ανάγνωση και εγγραφή.

Δημιουργία Αρχείου

• Τα αρχεία δεδομένων μπορούν να δημιουργηθούν με έναν συντάκτη κειμένου ή με τη συνάρτηση open() με το όρισμα "w".
• Εάν το αρχείο δεν υπάρχει, δημιουργείται. Εάν υπάρχει, τα περιεχόμενά του διαγράφονται.
• Εναλλακτικά, το όρισμα "a" δημιουργεί το αρχείο αν δεν υπάρχει, ενώ αν υπάρχει, το ανοίγει για προσθήκη δεδομένων στο τέλος του.
• Παράδειγμα: open("words.txt", "w").

Επεξεργασία Αρχείων

• Η Python διαθέτει μεθόδους για ανάγνωση (read(), readline()) και εγγραφή (write()) σε αρχεία.
• Η δυνατότητα ανάγνωσης ή εγγραφής εξαρτάται από τον τρόπο προσπέλασης που καθορίζεται κατά το άνοιγμα του αρχείου.

Κλείσιμο Αρχείου

• Η συνάρτηση close() είναι απαραίτητη για το κλείσιμο του αρχείου.
• Δηλώνει ότι η χρήση του αρχείου έχει ολοκληρωθεί, αποθηκεύει τα δεδομένα στη μνήμη και τερματίζει τις διεργασίες με το αρχείο.
• Παράδειγμα εντολής: fin.close().
• Για να ελεγχθεί αν ένα αρχείο έχει κλείσει, χρησιμοποιείται η ιδιότητα closed, η οποία επιστρέφει True αν το αρχείο είναι κλειστό και False αν είναι ανοιχτό.

Εγγραφή σε Αρχείο

• Για να γράψουμε σε ένα αρχείο, πρέπει να το ανοίξουμε με το όρισμα 'w' (διαγράφει τα υπάρχοντα περιεχόμενα) ή 'a' (διατηρεί τα υπάρχοντα περιεχόμενα).

Χαρακτήρας Αλλαγής Γραμμής

• Η μέθοδος write() χρησιμοποιείται για την εγγραφή συμβολοσειρών στο αρχείο.
• Πρέπει να χρησιμοποιείται ο χαρακτήρας "\n" για την αλλαγή γραμμής σε ένα αρχείο κειμένου.
• Το όρισμα της μεθόδου write πρέπει να είναι συμβολοσειρά (string). Για την εισαγωγή άλλων τύπων δεδομένων, απαιτείται μετατροπή σε συμβολοσειρά με τη χρήση της συνάρτησης str().

Ανάγνωση Περιεχομένων Αρχείου

• Οι πιο συνηθισμένες μέθοδοι για την ανάγνωση περιεχομένων ενός αρχείου είναι η read() και η readline().
• Η read() διαβάζει έναν αριθμό χαρακτήρων από την αρχή του αρχείου, ενώ η readline() διαβάζει μία γραμμή.
• Παράδειγμα:

fin = open('words.txt', 'r')
print(fin.read(1)) # τυπώνει τον πρώτο χαρακτήρα

• Εάν η παράμετρος count λείπει από την εντολή read(), τότε διαβάζει ολόκληρο το αρχείο.

H Συνάρτηση readline

• Η readline διαβάζει μια γραμμή του αρχείου, δηλαδή διαβάζει διαδοχικούς χαρακτήρες από ένα αρχείο μέχρι να συναντήσει τον χαρακτήρα νέας γραμμής και επιστρέφει το αποτέλεσμα.
• Ο δείκτης καταγράφει τη θέση μέσα στο αρχείο και έτσι αν ξανακαλέσουμε τη readline θα πάρουμε την επόμενη γραμμή.
• Η συνάρτηση close() αναλαμβάνει να κλείσει το αρχείο και να απελευθερώσει έτσι πόρους του συστήματος.
• Παράδειγμα

>>> fin.close()
>>> fin = open("words.txt")
>>> print(fin.readline())
This is line 1

Ανάγνωση και Εγγραφή κατά Γραμμές

Για ανάγνωση αλλά και εγγραφή, κατά γραμμές, από ένα αρχείο μπορούμε να σαρώσουμε με μια δομή επανάληψης το αρχείο. Για παράδειγμα, για να τυπώσουμε τις γραμμές του αρχείου γράφουμε:

for line in fin: print(line)

Εντοπισμός Θέσης στο Αρχείο

• Η μέθοδος fin.tell() επιστρέφει έναν ακέραιο που περιέχει την τρέχουσα θέση στο αρχείο, υπολογισμένη σε χαρακτήρες (bytes) από την αρχή του αρχείου.
• Με άλλα λόγια, η επόμενη ανάγνωση ή εγγραφή θα γίνει σε εκείνη τη θέση του αρχείου.

H Συνάρτηση seek

• Η συνάρτηση seek() αλλάζει την τρέχουσα θέση του αρχείου.
• Η σύνταξη είναι fin.seek(offset[, from_what]), όπου η θέση υπολογίζεται προσθέτοντας offset (πλήθος bytes) σε ένα σημείο αναφοράς, το οποίο επιλέγεται από το όρισμα from_what.
• Αν το from_what έχει τιμή 0, μετρά από την αρχή του αρχείου.
• Αν έχει 1, χρησιμοποιεί την τρέχουσα θέση του αρχείου.
• Αν έχει 2, χρησιμοποιεί το τέλος του αρχείου.

Μάθετε πώς να δημιουργείτε, να διαβάζετε και να γράφετε αρχεία στην Python χρησιμοποιώντας τις ενσωματωμένες λειτουργίες της. Αυτή η ενότητα καλύπτει το άνοιγμα και το κλείσιμο αρχείων, καθώς και τη διαχείριση αρχείων κειμένου για μόνιμη αποθήκευση δεδομένων. Γίνεται επίσης αναφορά στις λειτουργίες open() και close()