Файловый ввод-вывод: методы и примеры

Расширенные примеры работы с файлами

Пример 1. Потоковое чтение большого файла с подсчётом строк

# large_file.txt (предполагается большой файл)
with open('large_file.txt', 'r', encoding='utf-8') as f:
    count = 0
    for line in f:
        count += 1
print(f'Всего строк: {count}')

Всего строк: 1000000

Пояснение: итерация по файловому объекту читает строки «лениво», не загружая весь файл в память.

Пример 2. Копирование бинарного файла (изображение) частями

BUFFER_SIZE = 4096
with open('source.jpg', 'rb') as src, open('dest.jpg', 'wb') as dst:
    while True:
        chunk = src.read(BUFFER_SIZE)
        if not chunk:
            break
        dst.write(chunk)

(файл скопирован, ошибок нет)

Пояснение: бинарный режим 'rb'/'wb' не использует кодировку. Буфер 4 КБ - разумный размер для многих сценариев.

Пример 3. Чтение файла с BOM (encoding='utf-8-sig')

# Файл с BOM (например, из Windows Notepad)
with open('bom_file.txt', 'r', encoding='utf-8-sig') as f:
    print(f.read())

Текст без BOM-символа

Пояснение: кодировка utf-8-sig автоматически удаляет префикс BOM (\ufeff).

Пример 4. Использование StringIO как файлового объекта

from io import StringIO

buffer = StringIO()
buffer.write('Временные данные\n')
buffer.write('Ещё строка')
buffer.seek(0)
print(buffer.read())
buffer.close()

Временные данные
Ещё строка

Пояснение: StringIO позволяет работать со строкой как с файлом. Полезно для тестирования и обработки текста в памяти.

Пример 5. Чтение из stdin как файла

import sys
print('Введите текст (Ctrl+D для завершения):')
for line in sys.stdin:
    print(f'Вы ввели: {line.strip()}')

Введите текст (Ctrl+D для завершения):
Привет
Вы ввели: Привет

Пояснение: sys.stdin - файлоподобный объект, его можно использовать в цикле.

Пример 6. Временный файл через tempfile

import tempfile

with tempfile.NamedTemporaryFile(mode='w', delete=False) as tmp:
    tmp.write('Временные данные')
    tmp_path = tmp.name
print(f'Файл создан: {tmp_path}')
# Файл не удалён автоматически, так как delete=False
import os
os.remove(tmp_path)

Файл создан: /tmp/tmpabc123

Пояснение: tempfile создаёт уникальный временный файл. delete=False оставляет его после закрытия.

Пример 7. Многопоточное чтение одного файла (с блокировкой)

import threading

def read_line(file_path, line_num):
    with open(file_path, 'r') as f:
        for i, line in enumerate(f):
            if i == line_num:
                return line.strip()
    return None

# Использование потоков
threads = []
for num in [0, 10, 100]:
    t = threading.Thread(target=lambda: print(read_line('data.txt', num)))
    threads.append(t)
    t.start()
for t in threads:
    t.join()

Первая строка
Одиннадцатая строка
Сто первая строка

Пояснение: каждый поток открывает файл заново, поэтому нет конфликтов записи. Для конкурентной записи требуется блокировка.

Пример 8. Кастомный контекстный менеджер для файла

from contextlib import contextmanager

@contextmanager
def open_file(path, mode):
    f = open(path, mode)
    try:
        yield f
    finally:
        f.close()

with open_file('test.txt', 'w') as f:
    f.write('Собственный менеджер')

(файл записан и закрыт)

Пояснение: декоратор @contextmanager упрощает создание своих менеджеров контекста.