【保存版】PythonのOpen関数|各モードを実例付きで徹底解説

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(最終更新月:2023年6月)

✔このような方へ向けて書かれた記事となります

「PythonのOpen関数ってどんな機能があるの?」

「Open関数を使うための方法が知りたい」

「Open関数を活用した具体例を見たい」

✔当記事を通じてお伝えすること

  • PythonのOpen関数とは?
  • Open関数の使用方法とその応用
  • Open関数を利用した実例

当記事では、Open Pythonの基本概念から、さまざまなオプションを利用した活用方法まで、実際のケーススタディを交えて詳しく解説しています。

ぜひ最後までお読みください。

筆者プロフィール

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【現職】プロジェクトマネージャー/SE(元外資系金融機関営業)

【副業】ブログ(月間15万PV)/YouTube/Web・アプリ制作

コミュニケーション × ビジネススキル × 文章力 × プログラミングスキルを活かし、30後半からのIT系職へシフト。当サイトでは、実際に手を動かせるWebアプリの開発を通じて、プログラミングはもちろん、IT職に必要な情報を提供していきます。

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Open関数とは?

こちらでは、open関数の基本概念と、Pythonでのファイル操作におけるその利点についてお伝えします。

  • Open関数とは?
  • Open関数の利点

Openの基本概念

Pythonのopen関数は、ファイルを開くための関数です。

open関数を使用することで、テキストファイルやバイナリファイルを読み込んだり、書き込んだりが可能。

# ファイルを読み込みモードで開く
file = open("example.txt", "r")

# ファイルの内容を読み込む
content = file.read()

# ファイルを閉じる
file.close()

# 読み込んだ内容を表示する
print(content)

Open関数の利点

Pythonのopen関数はシンプルで使いやすいため、初心者でも簡単に扱えます。

  1. ファイルの読み書きが容易:ファイルの内容を取得したり、新しいデータを書き込んだりできる
  2. さまざまなファイル形式に対応:Open関数はテキストファイルだけでなく、バイナリファイルやCSVファイル、JSONファイルなど、さまざまなファイル形式に対応している
  3. ファイルの制御が可能:ファイルの読み書きモードやエンコーディング、改行コードなど、さまざまなオプションを指定できます
  4. 自動的なファイルクローズ:open関数を使用してファイルを開くと、ファイルの処理が終了した際に自動的にファイルが閉じられます。これにより、ファイルリソースのリークやエラーを防げます
  5. 柔軟性と拡張性:サードパーティのライブラリやモジュールと組み合わせることで、さらなる高度なファイル処理が可能です

基本的なファイル操作

こちらでは、Pythonのopen関数を使用した基本的なファイル操作についてお伝えします。

  • モードの設定
  • エンコーディングの指定
  • ファイルパスの設定方法
  • with文を使った開閉操作

モードの設定

open関数を使用する際には、ファイルをどのモードで開くかを指定する必要があります。

主なモードには、以下があります。

  • 読み込みモード`(‘r’)
  • 書き込みモード(‘w’)
  • 追記モード(‘a’)

これらのモードを正しく設定することで、ファイルに対して読み込み、書き込み、追記などの操作が可能となります。

【Python】ファイルの読み込み方法を実コードとともに徹底解説
Pythonでファイルを読み込む方法について知りたいですか?ファイル読み込みはデータ処理や解析を行う上で不可欠なスキルです。当記事では、Pythonを用いたファイル読み込みの基本的な方法と実践的な例を解説します。初心者の方は必見です。

エンコーディングの指定

テキストファイルを開く際、文字エンコーディングを指定できます。

これは、ファイル内の文字がどのような形式でエンコードされているかを指定するものです。

一般的には ‘utf-8’ をよく使用します。

file_path = "data/file.txt"

with open(file_path, "r", encoding="utf-8") as file:
    content = file.read()
    print(content)

ファイルパスの設定方法

Open関数には、開きたいファイルのパスを指定する必要があります。

相対パスか絶対パスを使用しましょう。

どちらを使用するかはプロジェクトの構造によります。

絶対パスを使用する例

file_path = "/path/to/file.txt"
file = open(file_path, "r")
# ファイルの読み込みや書き込みを行う操作
file.close()

相対パスを使用する例

file_path = "data/file.txt"
file = open(file_path, "r")
# ファイルの読み込みや書き込みを行う操作
file.close()

with文を使った開閉操作

with文を使用してファイルを開くと、ブロックが終了した時点で自動的にファイルが閉じられます。

ファイルを閉じるのを忘れるというミスを防げるのがメリットです。

file_path = "data/file.txt"

with open(file_path, "r") as file:
    # ファイルの読み込みや書き込みを行う操作
    contents = file.read()
    print(contents)

# ブロックが終了した時点でファイルは自動的に閉じられる

テキストファイルの読み込み

こちらでは、テキストファイルの読み込みについてお伝えします。

  • 読み込みモードの利用
  • ファイル全体を文字列として読み込む方法
  • ファイル全体をリストとして読み込む方法
  • 一行ずつ読み込む方法

読み込みモードの利用

読み込みモード(’r’)を使用すると、ファイルの内容を読み取れます。

このモードでは、ファイルに書き込むことはできません。

file_path = "data/file.txt"

with open(file_path, "r") as file:
    contents = file.read()
    print(contents)

ファイル全体を文字列として読み込む方法

readメソッドを使用すると、ファイルの内容全体をひとつの文字列として読み込めます。

ファイルが小さい場合に便利です。

file_path = "data/file.txt"

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

ファイル全体をリストとして読み込む方法

readlinesメソッドを使用すると、ファイルの各行を要素とするリストを取得できます。

行ごとの処理が容易になるでしょう。

file_path = "data/file.txt"

with open(file_path, "r") as file:
    lines = file.readlines()
    for line in lines:
        print(line.strip())  # 行の先頭と末尾の改行文字を除去して表示

一行ずつ読み込む方法

forループを使って、ファイルを一行ずつ読み込めます。

これは大きなファイルを扱う際にメモリ効率が良く、特にログファイルなどの解析に有用です。

file_path = "data/file.txt"

with open(file_path, "r") as file:
    for line in file:
        print(line.strip())  # 行の先頭と末尾の改行文字を除去して表示

テキストファイルの書き込み

こちらでは、テキストファイルの書き込みについてお伝えします。

  • 書き込みモードの利用
  • 文字列を書き込む方法
  • リストを書き込む方法
  • 空のファイルの作成

書き込みモードの利用

書き込みモード(’w’)を使用すると、ファイルにデータを書き込めます。

もしファイルがすでに存在する場合、その内容は消去されて新たに書き込まれてしまうことに注意しておきましょう。

file_path = "data/file.txt"

with open(file_path, "w") as file:
    file.write("Hello, world!")

print("ファイルに書き込みが完了しました。")

文字列を書き込む方法

writeメソッドを使用して、文字列をファイルに書き込めます。

このメソッドは書き込んだ文字数を返すことが多いです。

file_path = "data/file.txt"
content = "Hello, world!"

with open(file_path, "w") as file:
    num_chars_written = file.write(content)

print(f"ファイルに {num_chars_written} 文字書き込みました。")

リストを書き込む方法

writelinesメソッドを使用すると、リスト内の各要素を連結した文字列をファイルに書き込めます。

file_path = "data/file.txt"
lines = ["Hello", "World", "Python"]

with open(file_path, "w") as file:
    file.writelines(lines)

print("ファイルに書き込みました。")

空のファイルの作成

書き込みモードを使用して、何も書き込まずにファイルを閉じることで、空のファイルを作成できます。

file_path = "data/empty.txt"

with open(file_path, "w") as file:
    pass  # 何も書き込まずに空のファイルを作成

print("空のファイルを作成しました。")

ファイルの新規作成・上書き・追記・挿入

こちらでは、ファイルの新規作成、上書き、追記、挿入といった操作についてお伝えします。

  • 新規作成モードの利用
  • ファイルが存在しない場合のみ書き込む方法
  • ファイルの末尾に追記する方法
  • ファイルの先頭・途中に挿入する方法

新規作成モードの利用

‘x’モードを使用すると、ファイルが存在しない場合に限り、新規ファイルを作成して書き込めます。

file_path = "data/new_file.txt"

try:
    with open(file_path, "x") as file:
        file.write("This is a new file.")
    print("新しいファイルを作成しました。")
except FileExistsError:
    print("ファイルが既に存在しています。")

ファイルが存在しない場合のみ書き込む方法

xモードを使用すると、既存のファイルを上書きすることなく、新規ファイルを作成して書き込めます。

ファイルが既に存在する場合、エラーが発生する仕組みです。

file_path = "data/new_file.txt"

try:
    with open(file_path, "x") as file:
        file.write("This is a new file.")
    print("新しいファイルを作成しました。")
except FileExistsError:
    print("ファイルが既に存在しています。新規ファイルを作成できませんでした。")

ファイルの末尾に追記する方法

‘a’モードを使用すると、ファイルの末尾にデータを追加できます。

既存のデータを保持したまま、新しいデータを追加するために使いましょう。

file_path = "data/my_file.txt"

with open(file_path, "a") as file:
    file.write("This is additional data.\n")
    file.write("This is another line of additional data.\n")

print("データを追加しました。")

ファイルの先頭・途中に挿入する方法

ファイルの先頭や途中にデータを挿入するには、以下の手順が必要です。

  • ファイルを読み込みモードで開く
  • 内容をメモリに保存する
  • 書き込みモードで開き直す
  • 挿入したい位置にデータを書き込む
file_path = "data/my_file.txt"

# ファイルを読み込みモードで開く
with open(file_path, "r") as file:
    lines = file.readlines()

# 挿入したい位置にデータを追加する
insert_index = 2  # 例として3行目にデータを挿入するとします
new_data = "This is the new line.\n"
lines.insert(insert_index, new_data)

# ファイルを書き込みモードで開き直す
with open(file_path, "w") as file:
    file.writelines(lines)

print("データを挿入しました。")

バイナリファイルの読み書き

こちらでは、バイナリファイルの読み書きについてお伝えします。

  • バイナリファイルとは?
  • バイナリファイルの読み込み方法
  • バイナリファイルの書き込み方法

バイナリファイルとは?

バイナリファイルは、テキストファイルとは異なり、バイトデータで構成されているものです。

画像、動画、実行可能ファイルなどがバイナリファイルの例になります。

バイナリファイルの読み込み方法

バイナリファイルを読み込むには、open関数のモードに’rb’(read binary)を指定します。

readメソッドで、バイナリデータを読み込みましょう。

file_path = "data/image.png"

# バイナリファイルを読み込みモードで開く
with open(file_path, "rb") as file:
    binary_data = file.read()

# バイトデータを表示する
print(binary_data)

バイナリファイルの書き込み方法

バイナリファイルへの書き込みは、open関数のモードに’wb’(write binary)を指定します。

writeメソッドを使用して、バイナリデータを書き込めます。

file_path = "data/output.bin"

# バイナリファイルを書き込みモードで開く
with open(file_path, "wb") as file:
    binary_data = b"\x48\x65\x6c\x6c\x6f"  # バイナリデータを定義する(例として "Hello" を使用)
    file.write(binary_data)

print("バイナリファイルにデータを書き込みました。")

まとめ

当記事では、Pythonのopen関数を使用してテキストファイルやバイナリファイルの操作を行う基本的な手法について学習してきました。

  • モードの設定
  • エンコーディングの指定
  • ファイルの読み書き

基本を押さえたら、次は応用的な操作に挑戦してみましょう。

大規模なデータを扱う場合や、特定のフォーマットのファイルを操作する場合など、さまざまなシナリオでPythonのファイル操作スキルが役立ちます。

これらの知識を活かして、さらなるプロジェクトや課題に挑戦してください。

効率的なコードを書くためには、常に新しい知識を学び、実践することが重要です。

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