プログラミング

Pythonでのファイル操作ガイド

最終更新： 16/04/2025
1 分の読み

ファイル操作は、Pythonでプログラムを作成する際に頻繁に使用される基本的なスキルです。テキストファイルを読み書きすることで、データの永続的な保存や処理が可能になります。Pythonでは、ファイル操作を簡単に行うことができる便利な関数やメソッドが用意されています。この完全かつ包括的なガイドでは、Python 3を使用したテキストファイルの操作方法について、詳細に解説します。

1. ファイルを開く

Pythonでファイルを操作するためには、まずファイルを開く必要があります。open()関数を使用することで、ファイルを開きます。基本的な構文は以下の通りです。

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python
file = open('ファイル名', 'モード')

ここで、ファイル名は操作したいファイルの名前（またはパス）、モードはファイルをどのように開くかを指定します。モードには主に次のようなものがあります：

  • 'r'：読み込み専用モード（デフォルト）。ファイルが存在しない場合はエラー。

  • 'w'：書き込み専用モード。ファイルが存在する場合、その内容を上書きします。存在しない場合は新規作成されます。

  • 'a'：追記モード。ファイルの末尾にデータを追加します。

  • 'rb'：バイナリ読み込みモード。

  • 'wb'：バイナリ書き込みモード。

例えば、ファイルを読み込む場合は次のように書きます。

python
file = open('sample.txt', 'r')

2. ファイルの内容を読み取る

ファイルが開かれたら、その内容を読み取ることができます。open()でファイルを開いた後、ファイルオブジェクトにはいくつかのメソッドがあります。

2.1 全文を一度に読み取る

ファイルの全ての内容を一度に読み取るには、read()メソッドを使います。

python
file = open('sample.txt', 'r')
content = file.read()
print(content)
file.close()

read()メソッドはファイルの全内容を文字列として返します。ファイルが非常に大きい場合、メモリに負担がかかることがあるので注意が必要です。

2.2 行ごとに読み取る

ファイルを行ごとに読み取るには、readlines()メソッドを使います。このメソッドはファイルの内容をリストとして返し、各行がリストの要素となります。

python
file = open('sample.txt', 'r')
lines = file.readlines()
for line in lines:
    print(line, end='')
file.close()

readlines()を使うことで、ファイルの各行を簡単に処理することができます。

2.3 一行ずつ読み取る

一度に全ての行を読み取らず、1行ずつ読みたい場合は、forループとファイルオブジェクトをそのまま使うことができます。

python
file = open('sample.txt', 'r')
for line in file:
    print(line, end='')
file.close()

この方法はメモリ効率が良く、大きなファイルを扱う際に便利です。

3. ファイルに書き込む

ファイルにデータを書き込む場合、write()メソッドを使用します。まず、ファイルを開く際に書き込みモード（'w'または'a'）を指定します。

3.1 新しいデータを上書きする

'w'モードでファイルを開くと、既存のファイルが上書きされます。新しいデータをファイルに書き込む場合は、以下のようにします。

python
file = open('sample.txt', 'w')
file.write("新しい内容\n")
file.close()

3.2 データを追記する

既存のデータを残したまま新しいデータを追加する場合、'a'モードを使用します。

python
file = open('sample.txt', 'a')
file.write("追記された内容\n")
file.close()

4. ファイルのクローズ

ファイルを開いた後、作業が完了したら必ずclose()メソッドでファイルを閉じる必要があります。これを忘れると、ファイルがロックされたり、データが正しく保存されなかったりする可能性があります。

python
file.close()

5. with文を使って自動的にファイルを閉じる

open()とclose()を明示的に呼び出すのではなく、with文を使うと、ファイルの処理が終わった後に自動的にファイルを閉じてくれます。この方法は非常に便利で、コードがシンプルになります。

python
with open('sample.txt', 'r') as file:
    content = file.read()
    print(content)
# ファイルは自動的に閉じられる

6. ファイルの存在を確認する

ファイルを開こうとしたときに、そのファイルが存在するか確認したい場合、osモジュールを使用してファイルの存在を確認することができます。

python
import os

if os.path.exists('sample.txt'):
    with open('sample.txt', 'r') as file:
        content = file.read()
        print(content)
else:
    print("ファイルが存在しません。")

7. バイナリファイルの操作

テキストファイルだけでなく、バイナリファイルも操作できます。バイナリモードでファイルを開くには、'rb'や'wb'モードを使用します。

python
with open('sample.jpg', 'rb') as file:
    content = file.read()
    print(content)

バイナリモードでは、ファイルの内容をそのままバイト列として読み書きします。

8. エラーハンドリング

ファイルを操作する際、エラーが発生することがあります。例えば、指定したファイルが存在しない場合や、書き込み権限がない場合などです。これらのエラーを処理するために、try-exceptブロックを使用します。

python
try:
    with open('sample.txt', 'r') as file:
        content = file.read()
        print(content)
except FileNotFoundError:
    print("ファイルが見つかりません。")
except IOError:
    print("ファイルの読み込み中にエラーが発生しました。")

まとめ

Pythonを使用してテキストファイルを操作する方法について、基本的な読み書きの手順から、エラーハンドリングやバイナリファイルの操作までを解説しました。ファイル操作は多くのプログラムで必要となる基本的な技術であり、これを理解しておくと非常に便利です。with文を使ったファイル操作やエラーハンドリングを駆使して、安全で効率的なファイル処理を行いましょう。

最終更新： 16/04/2025
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