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Python-11-檔案讀寫—讓程式不止執行，還能幫你做紀錄

發布於 更新於
作者 Yuehua-Liu
8 分鐘閱讀

零、前言

檔案讀寫在程式設計中是不可少的學習單元，因為程式在執行時，所有資料都只會站存於記憶體中，當程式結束後，資料也會跟著消失，除非我們透過檔案讀寫的方式將需要存檔的資料寫進檔案裡，這樣下次程式執行時才可以記得以前的資料。

因此，掌握檔案讀寫的技巧，就等於讓程式有了「長期記憶」的功能！

一、寫入檔案

寫入檔案是檔案 I/O 中的基本操作之一，Python 提供了非常簡單的方法來完成這項任務

常見的寫入檔案方式如下：

  1. 開啟檔案 使用 open() 函數開啟檔案 這個函數需要兩個參數：「檔案名稱」和「模式」（讀取、寫入等）

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     # 開啟一個同路徑下的檔案 "example.txt"，模式為 "w"，代表要寫入(write)
 file = open("example.txt", "w")

    在這裡，我們開啟了一個名為 example.txt 的檔案，並使用 w 模式，表示我們要「寫入檔案」 Mode (模式) 可以參考下表：

    ModeDescription
    r讀取模式（預設模式）
    w寫入模式（會覆寫已存在的檔案）
    a附加模式（在檔案結尾追加內容，原本內容不刪除）
    b二進制模式（可與其他模式結合使用，如 rb）
    +讀寫模式（可與其他模式結合使用，如 r+）

  2. 寫入內容 使用 write() 方法將資料寫入檔案

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     #  寫入字串 "Hello, World!"
 file.write("Hello, World!")

    這段程式碼會將字串 “Hello, World!” 寫入 example.txt 檔案

  3. 關閉檔案 完成寫入操作後，記得要關閉檔案以確保資料完整寫入，否則檔案的狀態都會是一直開啟狀態

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     file.close()

以下為完整範例：

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# 開檔、寫檔、關檔
file = open("example.txt", "w")
file.write("Hello, World!")
file.close()

# 替代作法，等於上面的寫法，但是比較簡潔，不用另外寫關邏輯，會自動關檔
# 在 with 程式區塊下，可以對 file 物件做處理，離開區塊後，自動關閉檔案
with open("example.txt", "w") as file:
    file.write("Hello, World!")
  • with 在實務上是比較常見的用法，一來是寫法精簡，不用另外寫 file.close() 指令；二來在程式區塊內做檔案處理，在可讀性上也會有比較好的效果

二、讀取檔案

讀取檔案是另一個重要的檔案 I/O 操作，以下是如何在 Python 中讀取檔案的步驟：

  1. 開啟檔案 同樣使用 open() 函數開啟檔案，但這次使用 r 模式，表示我們要「讀取檔案」

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     # 開啟一個同路徑下的檔案 "example.txt"，模式為 "r"，代表要讀取(read)
 file = open("example.txt", "r")

  2. 讀取內容 使用 read() 方法將檔案內容讀取到變數中

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     content = file.read()
 print(content)
 # 輸出："Hello, World!"

    這段程式碼會將 example.txt 檔案中的所有內容讀取並打印出來

  3. 關閉檔案 取完畢後，同樣要關閉檔案

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     file.close()

以下是完整的範例：

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# 開檔、讀檔、輸出、關檔
file = open("example.txt", "r")
content = file.read()
print(content)
file.close()

# 替代作法，等於上面的寫法，但是比較簡潔，不用另外寫關邏輯，會自動關檔
# 在 with 程式區塊下，可以對 file 物件做處理，離開區塊後，自動關閉檔案
with open("example.txt", "r") as file:
    content = file.read()
print(content)

三、案例說明

為了更好地理解檔案 I/O 操作，我們來看一個完整的股市相關案例~

假設我們要保存每日抓到的股票價格到檔案，然後再讀取這些價格並計算平均值。

  1. 寫入每日股票價格到檔案：

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     # 建立一個股票價格字典
 stock_prices = {
     "2024-07-20": 150.50,
     "2024-07-21": 152.75,
     "2024-07-22": 149.00,
     "2024-07-23": 151.30,
     "2024-07-24": 153.20
 }
    
 # 打開一個 "stock_prices.txt"，mode 為 "w" 代表寫入，檔案物件命名為 file
 with open("stock_prices.txt", "w") as file:
         # 取得字典的每筆 date, price
     for date, price in stock_prices.items():
                 # 一次寫入一行資料，"\n" 是換行符號
                 file.write(f"{date}: {price}\n")

    寫入檔案結果 寫入檔案結果

    • 首先，我們有一個字典stock_prices，其中包含日期和對應的股票價格。
    • 我們用 with 語句來開啟一個名為stock_prices.txt的檔案並將字典中的資料寫入。

  2. 從檔案讀取股票價格並計算平均值：

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     # 建立空字典，準備下面存取資料
 stock_prices = {}
    
 # 開啟 "stock_prices.txt" 檔案，mode 設定為 "r"，代表讀取，檔案物件命名為 file
 with open("stock_prices.txt", "r") as file:
         # 讀每一行文字
     for line in file:
                 # split()負責切割文字，每行文字 2 個資料間都有 ": " 作為分隔，故以此為切割依據
                 date, price = line.split(": ")
                 # 資料寫入字典 stock_prices，price 原本是 str()，要轉成 float()
                 stock_prices[date] = float(price)
    
 # 字典內的值，算平均，sum()計算所有價格總和，len()取得字典資料筆數
 average_price = sum(stock_prices.values()) / len(stock_prices)
 # 輸出均價，":.2f" 代表只顯示到小數點第2位
 print(f"平均股票價格: {average_price:.2f}")

    讀檔後，計算平均價格輸出結果 讀檔後，計算平均價格輸出結果

    • 我們從 stock_prices.txt 檔案讀取股票價格並儲存到字典 stock_prices 中。
    • 接著，我們計算股票價格的平均值並打印出來。

四、結語

檔案讀寫是程式設計中非常實用的技能，無論是保存使用者資料、記錄操作日誌還是處理大量資料，都離不開檔案 Input/Output（I/O）的操作。

實務上我們在暫存部分系統資料，或者寫爬蟲爬取金融資料等，都少不了讀寫檔案的步驟，所以還希望讀者可以多看幾次熟悉這邊語法使用方式，對未來進一步學習開發會有極大幫助。

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本文章以 CC BY 4.0 授權