Как работать с файлами в Python: режимы, методы, обработка исключений

Расширенные примеры чтения и записи файлов в Python

Примеры показывают разные сценарии: обработка больших файлов, подсчет строк, фильтрация, временные файлы, CSV, JSON, сжатие, произвольный доступ, буферизация, кодировки, атомарная запись.

Пример 1: чтение большими блоками

def read_in_chunks(path, size=4):
    with open(path, 'r', encoding='utf-8') as f:
        while True:
            chunk = f.read(size)
            if not chunk:
                break
            yield chunk

with open('chunks.txt', 'w', encoding='utf-8') as f:
    f.write('abcdefghij')

print(list(read_in_chunks('chunks.txt', 3)))

['abc', 'def', 'ghi', 'j']

Пояснение: генератор выдает порции данных. Это полезно для потоковой обработки.

Пример 2: подсчет строк и слов в файле

with open('text.txt', 'w', encoding='utf-8') as f:
    print('один два', file=f)
    print('три четыре', file=f)
    print('пять', file=f)

with open('text.txt', 'r', encoding='utf-8') as f:
    lines = f.readlines()

line_count = len(lines)
word_count = sum(len(line.split()) for line in lines)
print(line_count, word_count)

3 5

Пояснение: readlines возвращает список строк. Метод split делит строку по пробельным символам.

Пример 3: фильтрация строк при записи нового файла

with open('source.txt', 'w', encoding='utf-8') as f:
    print('важное', file=f)
    print('мусор', file=f)
    print('важное тоже', file=f)

with open('source.txt', 'r', encoding='utf-8') as src:
    with open('filtered.txt', 'w', encoding='utf-8') as dst:
        for line in src:
            if 'мусор' not in line:
                dst.write(line)

with open('filtered.txt', 'r', encoding='utf-8') as f:
    print(f.read())

важное
важное тоже

Пояснение: вложенные with открывают два файла. Чтение и запись идут построчно.

Пример 4: временный файл через tempfile

import tempfile
import os

fd, path = tempfile.mkstemp(text=True)
try:
    with os.fdopen(fd, 'w', encoding='utf-8') as f:
        print('Временные данные', file=f)
    with open(path, 'r', encoding='utf-8') as f:
        print(f.read())
finally:
    os.remove(path)

Временные данные

Пояснение: mkstemp создает файл и дескриптор. fdopen превращает дескриптор в файловый объект. Удаление выполняется вручную.

Пример 5: запись CSV без внешних библиотек

rows = [
    ['имя', 'возраст'],
    ['Анна', '28'],
    ['Иван', '34'],
]

with open('people.csv', 'w', encoding='utf-8', newline='') as f:
    for row in rows:
        print(','.join(row), file=f)

with open('people.csv', 'r', encoding='utf-8', newline='') as f:
    print(f.read())

имя,возраст
Анна,28
Иван,34

Пояснение: newline='' предотвращает двойные переводы строк в CSV на некоторых платформах. Для сложных случаев есть модуль csv.

Пример 6: модуль csv для чтения и записи

import csv

with open('users.csv', 'w', encoding='utf-8', newline='') as f:
    writer = csv.writer(f)
    writer.writerow(['login', 'email'])
    writer.writerow(['admin', 'admin@example.com'])

with open('users.csv', 'r', encoding='utf-8', newline='') as f:
    reader = csv.reader(f)
    for row in reader:
        print(row)

['login', 'email']
['admin', 'admin@example.com']

Пояснение: csv.writer и csv.reader корректно обрабатывают кавычки и разделители.

Пример 7: атомарная запись через временный файл и замену

import os
import tempfile

target = 'config.txt'
with tempfile.NamedTemporaryFile('w', encoding='utf-8', delete=False, dir='.') as tmp:
    print('ключ=значение', file=tmp)
    temp_name = tmp.name

os.replace(temp_name, target)

with open(target, 'r', encoding='utf-8') as f:
    print(f.read())

ключ=значение

Пояснение: os.replace атомарно заменяет целевой файл. Такой прием снижает риск частично записанного файла.

Пример 8: произвольный доступ через seek и tell

with open('seek.txt', 'w+', encoding='utf-8') as f:
    f.write('0123456789')
    f.seek(3)
    part = f.read(4)
    pos = f.tell()
print(part, pos)

3456 7

Пояснение: seek перемещает позицию. tell возвращает текущую позицию. В текстовом режиме смещения зависят от кодировки, поэтому для точного доступа лучше бинарный режим.

Пример 9: бинарное копирование с буфером

buffer_size = 1024
with open('input.bin', 'wb') as f:
    f.write(b'0123456789' * 200)

with open('input.bin', 'rb') as src, open('output.bin', 'wb') as dst:
    while True:
        chunk = src.read(buffer_size)
        if not chunk:
            break
        dst.write(chunk)

print(open('output.bin', 'rb').read()[:10])

b'0123456789'

Пояснение: чтение блоками снижает расход памяти. Оба файла открыты в бинарном режиме.

Пример 10: обработка исключений при чтении

try:
    with open('missing.txt', 'r', encoding='utf-8') as f:
        data = f.read()
except FileNotFoundError:
    print('Файл отсутствует')
except PermissionError:
    print('Нет доступа')
except UnicodeDecodeError:
    print('Проблема с кодировкой')
else:
    print(data)

Файл отсутствует

Пояснение: разные исключения обрабатываются отдельно. Это дает понятные сообщения.

Пример 11: запись и чтение JSON

import json

data = {'name': 'Анна', 'age': 28}
with open('data.json', 'w', encoding='utf-8') as f:
    json.dump(data, f, ensure_ascii=False, indent=2)

with open('data.json', 'r', encoding='utf-8') as f:
    loaded = json.load(f)
print(loaded['name'], loaded['age'])

Анна 28

Пояснение: ensure_ascii=False сохраняет русские символы. indent=2 делает файл читаемым.

Пример 12: сжатый файл gzip

import gzip

with gzip.open('text.gz', 'wt', encoding='utf-8') as f:
    print('Сжатая строка', file=f)

with gzip.open('text.gz', 'rt', encoding='utf-8') as f:
    print(f.read())

Сжатая строка

Пояснение: gzip.open поддерживает текстовые режимы 'wt' и 'rt'. Для бинарных данных используются 'wb' и 'rb'.

Пример 13: чтение файла с обратным порядком строк

with open('reverse.txt', 'w', encoding='utf-8') as f:
    print('первая', file=f)
    print('вторая', file=f)
    print('третья', file=f)

with open('reverse.txt', 'r', encoding='utf-8') as f:
    lines = f.readlines()

for line in reversed(lines):
    print(line.rstrip())

третья
вторая
первая

Пояснение: readlines загружает все строки в память. Для больших файлов применяется отдельный алгоритм с seek.

Пример 14: проверка существования и размера файла

import os

path = 'check.txt'
with open(path, 'w', encoding='utf-8') as f:
    f.write('проверка')

print(os.path.exists(path))
print(os.path.getsize(path))

True
6

Пояснение: os.path.exists проверяет наличие. os.path.getsize возвращает размер в байтах. Для русских букв в UTF-8 размер может отличаться от числа символов.