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Code  ›  Python 自學第九天：讀取、寫入 Text、JSON 或 CSV 檔案 | Jenifer.Code.World
csv python
https://jenifers001d.github.io/2019/12/11/Python/learning-Python-day9/
阳刚的硬盘
1 月前
  1. 1. 前言
  2. 2. 檔案操作流程
  3. 3. Text 檔案
    1. 3.1. 開啟
    2. 3.2. 讀取或寫入
    3. 3.3. 關閉
    4. 3.4. 一般讀取或寫入流程
    5. 3.5. with 關鍵字實作
    6. 3.6. 另外讀取多行的方式
      1. 3.6.1. while 迴圈
      2. 3.6.2. for … in
    7. 3.7. 在檔案的後方新增資料
  4. 4. JSON
    1. 4.1. JSON 字串資料
      1. 4.1.1. 傳入 Python obj，回傳 JSON str
      2. 4.1.2. 傳入 JSON str，回傳 Python obj
    2. 4.2. JSON 檔案物件
      1. 4.2.1. 寫入
      2. 4.2.2. 讀取
  5. 5. CSV 檔案
    1. 5.1. CSV 類型之 List、Tuple、Set 資料
    2. 5.2. CSV 檔案物件
      1. 5.2.1. 寫入
      2. 5.2.2. 讀取

程式時常需要處理各種不同的檔案。理解如何讀取、寫入 Text 檔案非常重要。除此之外，網路上的公開資料 (Open Data) 也常會使用 JSON 或 CSV 格式的檔案，因此，我們也需要了解相關的操作方式。

檔案操作流程

開啟 > 讀取或寫入 > 關閉。

如果不想每次手動 關閉 檔案，或怕自己忘記 關閉 檔案，可以使用 with 關鍵字實作。

Text 檔案 

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myFile = open(檔案路徑, mode) # 將回傳的 file 物件存在 myFile 變數中。

open()：會 return 一個 file 物件。file 物件會有一些和檔案相關的變數和函式。
檔案路徑：相對路徑或絕對路徑。
mode：檔案開啟模式。不寫，預設是：“r”，表示讀取檔案。

模式參數的說明：

  • b：檔案是二進位制。
  • +：檔案可以讀寫。
  • r：read。
  • w：write。
  • a：append。

    • 讀取或寫入 

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    # myFile 變數是一個 file 物件，有一些和檔案相關的變數和函式
    # 以「.」呼叫
    myFile.read()
    myFile.readline()
    myFile.readlines()

    read()：讀取檔案全部內容，並且回傳。
    read(n)：讀取寬度 n 的字節，並且回傳。
    readline()：一次讀取一整行，包括結尾的換行符號 \n ，並且回傳。如果讀取完第一行後再呼叫一次，則從上次游標結束的地方開始讀取，也就是會讀取第二行，以此類推。
    readline(n)：讀取寬度 n 的字節，並且回傳。再呼叫一次，則從上次游標結束的地方開始讀取一整行 (如果沒有傳入參數) 或讀取寬度 n 的字節。
    readlines()：讀取所有行，並且以 List 格式回傳。
    readlines(n)：「從第一個元素」到「 n 字節所在的元素」，以 List 格式回傳。 

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    # myFile 變數是一個 file 物件，有一些和檔案相關的變數和函式
    # 以「.」呼叫
    myFile.write(str)
    myFile.writelines(seq)

    write(str)：寫入資料。 str 是欲寫入的字串。
    writelines(seq)：寫入資料。 sequence 是可以疊代的資料類型，有 字串 、 List 、 Tuple 等。 

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    myFile.close()

    close()：關閉檔案。檔案關閉後無法再讀取或寫入。

    一般讀取或寫入流程 

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    # 開啟
    f1 = open("file1.txt", "w")  # 檔案路徑以相對路徑表示，寫入模式
    # 操作：寫入
    f1.write("測試 Python 第一行\n")
    data = ["這是第二行", "，接在第二行後面\n", "我是 Jenifer\n", "想要第三行"]
    f1.writelines(data)
    # 關閉
    f1.close()


    # ------- 檔案打開長這樣 -------
    # 測試 Python 第一行
    # 這是第二行，接在第二行後面
    # 我是 Jenifer
    # 想要第三行
    # ---------------------------


    # 開啟
    f1 = open("file1.txt", "r")  # 檔案路徑以相對路徑表示，讀取模式
    # 操作：讀取
    line1 = f1.readline()
    print(line1)
    lines = f1.readlines()
    print(lines)
    # 關閉
    f1.close()

    # 輸出結果：
    # 測試 Python 第一行
    # 
    # ['這是第二行，接在第二行後面\n', '我是 Jenifer\n', '想要第三行']

    因為 readline() 會連換行符號 \n 也一起讀取，所以 line 23 會是一個空白行。

    有一個小坑，如果沒有寫 line 8 的關閉檔案，但是在 line 20 卻將同一個檔案指給另一個變數，例如： f2 = open("file1.txt", "r") ，不會報錯，但是輸出的結果會出現異常。 

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    # 輸出結果：
    # 
    # []

    在 line 6 執行結束時，游標已經在 file1.txt 檔案的資料尾端。因為檔案沒有關閉再打開，因此當它被指給新的變數 f2 時，游標就已經在「資料尾端」了，再向後也讀取不到任何資料。

    with 關鍵字實作

    怕忘記關閉檔案，造成錯誤，改用 with 關鍵字實作。 

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    with open("file1.txt", "w") as f1:
        f1.write("測試 Python 第一行\n")
        data = ["這是第二行", "，接在第二行後面\n", "我是 Jenifer\n", "想要第三行"]
        f1.writelines(data)

    with open("file1.txt", "r") as f2:
        oneline = f2.readline()
        print(oneline)
        lines = f2.readlines()
        print(lines)

    另外讀取多行的方式

    while 迴圈 

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    with open("file1.txt", "r") as f:
        line=f.readline()
        while line!='':
            print(line)
            line=f.readline()

    # 輸出結果：
    # 測試 Python 第一行

    # 這是第二行，接在第二行後面

    # 我是 Jenifer

    # 想要第三行

    for … in 

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    with open("file1.txt", "r") as f:
        for line in f:
            print(line)
            
    # 輸出結果：
    # 同上一組程式碼

    在檔案的後方新增資料 

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    with open("file1.txt", "a") as f:
        f.write("，新增的字串！")

    JSON (JavaScript Object Notation)，又稱作 JavaScript 物件表示法，被設計用來讓人容易理解、閱讀和方便交換、傳遞資料。

    引入內建 json 模組，使用模組內的函式來操作 JSON 字串資料 或 檔案物件 。關於檔案的操作步驟和 Text 檔案類似。

    JSON 字串資料 

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    json.dumps(Python數據結構)   # 回傳 JSON 字串資料，類似 print(data)
    json.loads(JSON字串資料)     # 回傳 Python 數據結構，類似 input()

    注意：結尾有 s。

    這邊 不是操作檔案 ，只是操作 JSON 字串資料。說真的，Python 數據結構 (不含 Set) 中的 List、字典 資料和 JSON 資料長得 一模一樣 … 唯二差別是：

  • JSON 字串資料中，Tuple 會被轉換成 List
  • Python 數據結構中：空值用 None 表示。JSON 字串資料中：空值用 null 表示。

    • 傳入 Python obj，回傳 JSON str 

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    import json
    python_data = [["name"], {"test": ("orange", None, 0.1, 20)}]
    json_str = json.dumps(python_data)
    print(json_str)

    # 輸出 JSON str：
    # [["name"], {"test": ["orange", null, 0.1, 20]}]

    json.dumps(python_data)： json 模組內的 dumps() 可以將 Python 數據結構 python_data 轉換成 JSON 字串，並且回傳。

    傳入 JSON str，回傳 Python obj 

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    import json
    json_str = '[["name"], {"test": ["orange", null, 0.1, 20]}]'
    python_data = json.loads(json_str)
    print(python_data)

    # 輸出 Python obj：
    # [['name'], {'test': ['orange', None, 0.1, 20]}]

    json.loads(json_str)： json 模組內的 loads() 可以將 JSON 字串 json_str 轉換成 Python 數據結構，並且回傳。

    JSON 檔案物件 

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    json.dump(Python數據結構, 檔案物件)   # 類似 myFile.write(str)
    json.load(檔案物件)                  # 類似 myFile.read()

    注意：結尾 沒有 s 。 

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    import json
    with open("config.json","w") as f:
        data = [["name"], {"test": ("orange", None, 0.1, 20)}]
        json.dump(data, f) 

    # ----------- config.json 檔案打開長這樣 -----------
    # [["name"], {"test": ["orange", null, 0.1, 20]}]

    json.dump(data, fp)： json 模組內的 dump() 可以將 Python 數據結構 data 寫入 JSON 格式的 fp 檔案物件。 

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    import json
    with open("config.json","r") as f:
        data = json.load(f)
    print(data) 
    print(data[1]["test"])

    # 輸出結果：
    # [['name'], {'test': ['orange', None, 0.1, 20]}]
    # ['orange', None, 0.1, 20]

    json.load(fp)： json 模組內的 load() 可以用來讀取 JSON 格式的 fp 檔案物件，並且回傳 Python 數據結構 。

    CSV 檔案

    CSV (Comma-Separated Values)，又被稱為 逗號分隔值 或 字元分隔值 ，因為可以用其他的字元取代逗號。

    引入內建 csv 模組，使用模組內的函式來操作 CSV 的 List、Tuple、Set 資料 和 檔案物件 。關於檔案的操作步驟和 Text 檔案類似。 

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    csv.writer(csvfile, delimiter)     # 類似 myFile.write(str)
    csv.reader(csvfile)     # 類似 myFile.read()

    csv.writer()：會回傳一個 寫入物件 ，有不同的函式，執行不同的寫入功能。
    delimiter：可以指定分隔的字元。不寫，預設 逗號 。
    csv.reader()：會回傳一個二維 List。

    事實上在 Python 文件 csv 模組 中提到：

  • csv.writer() 的參數 csvfile 需要含有 write() 函式的功能。我目前學到也只查到，只有 檔案物件 有這個功能，List、Tuple、Set 資料都沒有 write() 函式。
  • csv.reader() 的參數 csvfile 需要是可以疊代的資料，包含 檔案物件 和 List、Tuple、Set 資料 。
  • 如果 csvfile 是 檔案物件 的話，一定要給予 newline="" 參數。

    • csv.writer()：csvfile can be any object with a write() method. If csvfile is a file object, it should be opened with newline='' .

    csv.reader()：csvfile can be any object which supports the iterator protocol and returns a string each time its __next__() method is called - file objects and list objects are both suitable.

    If csvfile is a file object, it should be opened with newline='' .

    CSV 類型之 List、Tuple、Set 資料

    只有 csv.reader(csvfile) 可以用。由下面的例子可以看到，Set 資料會刪去重複的資料，並且前後順序不一樣。 

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    import csv
    list_data = ["one,two,three","100,150,300"]
    set_data = {"1,2,3,4", "5,6,7,8", "5,6,7,8"}
    for row in csv.reader(list_data):
        print(row)
    for row in csv.reader(set_data):
        print(row)

    # 輸出結果：
    # ['one', 'two', 'three']
    # ['100', '150', '300']
    # ['5', '6', '7', '8']
    # ['1', '2', '3', '4']

    csv.reader()：會回傳一個二維 List，可以用 for … in 語法，取得每一列 (row)。

    CSV 檔案物件 

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    import csv
    with open("example.csv", "w", newline="") as csvfile:
        wr = csv.writer(csvfile)
        wr.writerow(["name", "age", "ID"])
        wr.writerow(["Jenifer", 10, "a12345"])
        wr.writerow(["Marry", 12, "a12400"])

    # ------ example.csv 檔案打開長這樣 ------
    # name,age,ID
    # Jenifer,10,a12345
    # Marry,12,a12400

    csv.writer(csvfile)： csv 模組內的 writer() ，確認好要寫入的檔案 csvfile 後，會回傳一個 寫入物件 wr 。
    writerow()： 寫入物件 的函式，可以將 一維 的 List、Tuple、Set 資料寫入檔案。 

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    import csv
    list_2d = [
        ["name", "age", "ID"],
        ["Jenifer", 10, "a12345"],
        ["Marry", 12, "a12400"]
    ]
    with open("example.csv", "w", newline="") as csvfile:
        wr = csv.writer(csvfile)
        wr.writerows(list_2d)

    writerows()：寫入物件的函式，可以將 二維 的 List、Tuple、Set 資料寫入檔案。 

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    import csv
    with open("example.csv", newline="") as csvfile:
        for row in csv.reader(csvfile):
            print(row)

    # 輸出結果：
    # ['name', 'age', 'ID']
    # ['Jenifer', '10', 'a12345']
    # ['Marry', '12', 'a12400']

    csv.reader(csvfile)：會讀取 csvfile 檔案，回傳一個二維 List，可以用 for … in 語法，取得每一列 (row)。

    參考資料：
    彭彭的課程：Python 文字檔案的讀取和儲存
    Python 讀取與寫入 CSV 檔案教學與範例

     
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