Python: 初心者からプロまで パート 4

ファイル処理: ファイルの読み取りと書き込みを学習します。

ファイル処理は、あらゆるプログラマーにとって重要なスキルです。すべての開発者は、外部ソースからのデータにアクセスして操作し、計算とストレージを実装できる必要があります。

ファイルは、データをディスクに保存するために使用されます。テキスト、数値、またはバイナリ データを含めることができます。 Python では、組み込み関数とメソッドを使用してファイルを操作します。

ファイルを開くには、open() 関数を使用します。 2 つの主な引数を取ります:

• ファイルパス(名前)
• モード (読み取り、書き込み、追加など)

共通モード

• 'r': 読み取り (デフォルト)
• 'w': 書き込み (既存のコンテンツを上書きします)
• 'a': 追加 (既存のコンテンツに追加)
• 'x': 排他的作成 (ファイルが既に存在する場合は失敗します)
• 'b': バイナリモード
• '+': 更新 (読み取りおよび書き込み) のためにオープン

例:

file = open("scofield.txt", "w")

この例では、file という名前の変数を作成し、scofield.txt を呼び出す必要があると述べました。その中に「w」を追加して、その中に書かれている内容を上書きします。

ファイルへの書き込み
ファイルに書き込むには、write() メソッドを使用します。

 file = open("scofield.txt", "w")
 file.write("Hello, World!")
 file.close()

システム リソースを解放した後は、ファイルを閉じることが重要です。ファイルを自動的に閉じる with ステートメントを使用することをお勧めします。

 with open("scofiedl.txt", "w") as file:
    file.write("Hello, World!")

中身を上書きした後、上記のコードを書きましたが、with open コマンドを使用して scofield.txt を閉じて短くしました。

ファイルからの読み取り
ファイルから読み取るには、いくつかの方法を使用できます。

read(): Reads the entire file
readline(): Reads a single line
readlines(): Reads all lines into a list

例:

with open("scofield.txt", "r") as file:
    content = file.read()
    print(content)

ファイルに追加
上書きせずに既存のファイルにコンテンツを追加するには、追加モードを使用します:

with open("scofield.txt", "a") as file:
    file.write("\nThis is a new line.")

既存のファイルを常に上書きするのではなく、既存のファイルに追加することができます。これは、進行中のプロジェクトがあり、以前の作業にアクセスしたい場合に適した方法です。

ファイル処理の次の側面を完全に理解するには、学習を一時停止し、モジュールとライブラリを深く掘り下げる必要があります。

Python を非常に多用途かつ強力にする重要な機能の 1 つは、モジュールとライブラリの広範なエコシステムです。これらのツールを使用すると、Python の機能を拡張して、複雑なタスクを簡素化し、より効率的で強力なプログラムを作成できるようになります。

モジュールとライブラリとは何ですか?
Python のモジュールは、本質的には Python コードを含む単なるファイルです。プログラムで使用できる関数、クラス、変数を定義できます。一方、ライブラリはモジュールのコレクションです。モジュールは個別のツールであると考えてください。一方、ライブラリは複数の関連ツールを含むツールボックスです。

モジュールとライブラリの主な目的は、コードの再利用性を促進することです。すべてを最初から作成する代わりに、事前に作成されテストされたコードを使用して一般的なタスクを実行できます。これにより時間を節約し、プログラム内でエラーが発生する可能性を減らします。

内蔵モジュール
Python には、標準ライブラリの一部である一連の組み込みモジュールが付属しています。これらのモジュールはすべての Python インストールで利用でき、すぐに使用できる幅広い機能を提供します。いくつかの例を見てみましょう。

• 「ランダム」モジュール

「random」モジュールは乱数を生成するために使用されます。使用方法は次のとおりです:

import random

# Generate a random integer between 1 and 10
random_number = random.randint(1, 10)
print(random_number)

# Choose a random item from a list
fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
random_fruit = random.choice(fruits)
print(random_fruit)

この例では、最初にランダム モジュールをインポートします。次に、randint 関数を使用してランダムな整数を生成し、その 'choice' 関数を使用してリストからランダムな項目を選択します。

• 「日時」モジュール:

「datetime」モジュールは、日付と時刻を操作するためのクラスを提供します。

import datetime

# Get the current date and time
current_time = datetime.datetime.now()
print(current_time)

# Create a specific date
birthday = datetime.date(1990, 5, 15)
print(birthday)

ここでは、datetime モジュールを使用して現在の日付と時刻を取得し、特定の日付を作成します。

• 「数学」モジュール

「math」モジュールは数学関数を提供します。

import math

# Calculate the square root of a number

sqrt_of_16 = math.sqrt(16)
print(sqrt_of_16)

# Calculate the sine of an angle (in radians)
sine_of_pi_over_2 = math.sin(math.pi / 2)
print(sine_of_pi_over_2)

この例では、「math」モジュールを使用して数学的計算を実行する方法を示します。

モジュールのインポート
Python にモジュールをインポートするには、いくつかの方法があります:

モジュール全体をインポートします

import random
random_number = random.randint(1, 10)

Import specific functions from a module

from random import randint
random_number = randint(1, 10)

Import all functions from a module (use cautiously)

from random import *
random_number = randint(1, 10)

Import a module with an alias

1. python import random as rnd random_number = rnd.randint(1, 10) ## Python External Libraries

While the standard library is extensive, Python's true power lies in its vast ecosystem of third-party libraries. These libraries cover various functionalities, from web development to data analysis and machine learning.

To use external libraries, you first need to install them. This is typically done using pip, Python's package installer. Here's an example using the popular 'requests' library for making HTTP requests.

Install the library

pip install requests

Use the library in your code

import requests

response = requests.get('https://api.github.com')
print(response.status_code)
print(response.json())

This code sends a GET request to the GitHub API and prints the response status and content.

Our response was a 200, which means success; we were able to connect to the server.

Creating Your Own Modules
You might want to organize your code into modules as your projects grow. Creating a module is as simple as saving your Python code in a .py file. For example, let's create a module called 'write.py'

The key is to ensure all your files are in a single directory so it's easy for Python to track the file based on the name.

 with open("scofield.txt", "w") as file:
    content = file.write("Hello welcome to school")

Now, you can use this module in another Python file, so we will import it to the new file I created called read.py as long as they are in the same directory.

import write

with open("scofield.txt", "r") as file:
    filenew = file.read()
    print(filenew)

Our result would output the write command we set in write.py.

The Python Path

When you import a module, Python looks for it in several locations, collectively known as the Python path. This includes.

1. The directory containing the script you're running
2. The Python standard library
3. Directories listed in the PYTHONPATH environment variable
4. Site-packages directories where third-party libraries are installed

Understanding the Python path can help you troubleshoot import issues and organize your projects effectively.

Best Practices

1. Import only what you need: Instead of importing entire modules, import specific functions or classes when possible.
2. Use meaningful aliases: If you use aliases, make sure they're clear and descriptive.
3. Keep your imports organized: Group your imports at the top of your file, typically in the order of standard library imports, third-party imports, and then local imports.
4. Be cautious with 'from module import ***'**: This can lead to naming conflicts and make your code harder to understand.
5. Use virtual environments: When working on different projects, use virtual environments to manage dependencies and avoid conflicts between different versions of libraries.

Modules and libraries are fundamental to Python programming. They allow you to leverage existing code, extend Python's functionality, and effectively organize your code.

Now you understand imports, let's see how it works with file handling.

import os

file_path = os.path.join("folder", "scofield_fiel1.txt")
with open(file_path, "w") as file:
    file.write("success comes with patience and commitment")

First, we import the os module. This module provides a way to use operating system-dependent functionality like creating and removing directories, fetching environment variables, or in our case, working with file paths. By importing 'os', we gain access to tools that work regardless of whether you're using Windows, macOS, or Linux.

Next, we use os.path.join() to create a file path. This function is incredibly useful because it creates a correct path for your operating system.

On Windows, it might produce "folder\example.txt", while on Unix-based systems, it would create "folder/scofield_file1.txt". This small detail makes your code more portable and less likely to break when run on different systems.
The variable 'file_path' now contains the correct path to a file named "example.txt" inside a folder called "folder".

As mentioned above, the with statement allows Python to close the file after we finish writing it.

ファイルを開くには、open() 関数が使用されます。これに 2 つの引数、つまり file_path とモード "w" を渡します。 「w」モードは書き込みモードを表し、ファイルが存在しない場合はファイルを作成し、存在する場合は上書きします。その他の一般的なモードには、読み取りを表す「r」と追加を表す「a」が含まれます。

最後に、write() メソッドを使用して、ファイルにテキストを挿入します。 「ファイル パスに os.path.join を使用する」というテキストがファイルに書き込まれ、どのオペレーティング システムでも動作するパスを使用してファイルが正常に作成され、書き込まれたことが示されます。

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リソース

• Folium を始めましょう
• Visual Studio コードに必須の 20 の Python 拡張機能
• Web スクレイピングとデータ抽出に Python を使用する
• Python 入門
• Folium と Python を使用したインタラクティブなマップの作成

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