不間斷 Python 挑戰 Day 27 - 檔案、資料夾與路徑

2022/03/02閱讀時間約 13 分鐘

到目前為止，我們都還是在附檔名為.py的Python檔案執行程式碼，當程式需要與外部的檔案互動，例如讀取文字、表格、或是影像來做分析，或是把程式執行的結果儲存下來，就需要能夠存取外部的檔案。例如，在上一節中，當貪食蛇遊戲結束之後，隨著程式停止執行，該次的分數也就被丟棄，若能將分數記錄下來，下次遊戲開始時便能在螢幕上顯示當前的最高分數，也更接近真實的遊戲情境。

檔案

接著一一說明檔案的開啟、讀取、以及寫入的方法。

開啟檔案

為方便範例的展示，我們在主程式所在的目錄建立一個readme.txt，裡面先打上一些文字。

專案資料夾

readme.txt內容

檔案使用open()函數開啟，語法如下：

open(file, mode='r', encoding=None)

file：檔案路徑
mode：打開文件的模式，預設為'r'，意即僅供讀取。可用的模式有：

　　- 'r'：讀取(預設值)
　　- 'w'：寫入，已存在的文件會被清除
　　- 'x'：排他性創建，若文件已存在則失敗
　　- 'a'：打開文件用於寫入，若文件已存在則在尾端寫入
　　- 'b'：二進制模式
　　- 't'：文字模式(預設值)
　　- '+'：打開進行更新，可讀可寫

encoding：用於解碼或編碼文件的格式

檔案使用open()函數所開啟後，存入file物件。

# 讀取檔案
file = open("readme.txt", mode='r', encoding="utf-8")

讀取檔案

檔案開啟後，可使用read()函數讀取該檔案，存成一個字串，之後便可使用print()函數將檔案內容印出。

data = file.read()
print(data)
file.close()

執行結果：

這是python說明檔。
今天將介紹檔案的讀寫、資料夾與路徑。
持續學習!

開啟檔案的另一種方式：with關鍵字

當使用open()函數開啟檔案時，必須在檔案使用完畢後，用close()函數關閉檔案，否則在程式執行的過程中，該檔案會一直被占用，可能造成不可預期的錯誤。好消息是，Python也提供了使用with關鍵字來開啟檔案的方式，在with關鍵字的區塊結束之後自動關閉檔案，來避免因疏忽而沒有讓close()和open()成對出現的錯誤。

with關鍵字的使用方法如下：

with open(檔案) as 檔案物件:
　　對檔案的操作

因此，前面的範例可以這樣改寫：

# 使用with讀取檔案
with open("readme.txt", mode='r', encoding="utf-8") as file:
　　data = file.read()
　　print(data)

也會得到一樣的執行結果：

這是python說明檔。
今天將介紹檔案的讀寫、資料夾與路徑。
持續學習!

逐行讀取

若想要逐行讀取檔案的內容，可以搭配for迴圈來使用。

# 逐行讀取
with open("readme.txt", mode='r', encoding="utf-8") as file:
　　for line in file:
　　　　print(line)

執行結果：

這是python說明檔。
今天將介紹檔案的讀寫、資料夾與路徑。
持續學習!

另外，也可以使用readlines()函數，差別在於此函數會將每一行的內容做為串列的元素存入串列。

# 逐行讀取
with open("readme.txt", mode='r', encoding="utf-8") as file:
　　data_list = file.readlines()
　　print(data_list)

注意到輸出的結果變成串列，其中也包括了換行字元。

['這是python說明檔。\n', '今天將介紹檔案的讀寫、資料夾與路徑。\n', '持續學習!']

若要去除行末的換行符號，可使用rstrip()函數達成。

for line in data_list:
　　print(line.rstrip())

執行結果：

這是python說明檔。
今天將介紹檔案的讀寫、資料夾與路徑。
持續學習!

寫入檔案

當程式執行過程有數據要保存下來時，就要透過寫入檔案的方式來將結果存入檔案內，使用的函數是write()。要注意的是，此時open()函數的開啟模式必須為可以寫入的模式，例如mode='w'，程式會自動建立要寫入的檔案，若該檔案原本已存在，則檔案的內容會被清空。

以下範例建立一個檔案來寫入文字，可看到執行後，專案資料夾中就多了一個record.txt檔案，開啟該檔案即可看到程式所寫的內容。

# 寫入檔案
with open("record.txt", mode='w', encoding="utf-8") as file:
　　file.write("檔案寫入範例\n")

專案資較夾

寫入到record.txt

附加檔案

寫入的內容也可以附加到檔案的末端，此時open()函數的開啟模式必須為mode='a'，若開啟的檔案不存在，程式會自動建立要寫入的檔案，若該檔案原本已存在，寫入的內容會附加到檔案的末端。

# 附加檔案
with open("record.txt", mode='a', encoding="utf-8") as file:
　　file.write("附加檔案範例\n")

資料夾與路徑

絕對路徑

路徑從根目錄開始，例如今天的範例，main.py在我的電腦的絕對路徑為：/User/wjweng/PyCharmProjects/marathon_python/Day27/main.py

專案資料夾

相對路徑

在main.py的主程式裡，若要使用到其它檔案的內容，除了絕對路徑以外，也可用相對路徑來表達，所謂相對亦即相對於main.py所在的工作目錄的位置，例如main.py的相對路徑即為main.py或./main.py，"."指的是當前的資料夾，在使用上"./"可以省略。

當我們把上一節的貪食蛇遊戲程式加入本節的專案後，若我們要找scoreboard.py，它的相對路徑會變成./snake/scoreboard.py或snake/scoreboard.py。

專案資料夾加入貪食蛇遊戲

取得工作目錄

Python的os模組為處理作業系統相關及目錄路徑的模組，使用os模組的getcwd()方法可以取得當前的工作目錄。

# 取得目前的工作目錄
import os
print(os.getcwd())

執行結果：

C:\Users\wjweng\PycharmProjects\marathon_python\Day27

取得絕對路徑

使用os.path模組的abspath(path)方法可傳回path的絕對路徑。

# 取得絕對路徑
print(os.path.abspath("main.py"))

執行結果：

C:\Users\wjweng\PycharmProjects\marathon_python\Day27\main.py

取得相對路徑

使用os.path模組的relpath(path[, start])方法可傳回path相對於start的路徑，若省略start，則回傳相對於工作目錄的路徑。

# 取得相對路徑
print(os.path.relpath("c:\\"))

執行後所顯示的".."代表上一層資料夾，這裡代表我的c槽位置為工作目錄的上五層。

..\..\..\..\..

檢查路徑

使用os.path模組的exists(path)方法可檢驗path的檔案或資料夾是否存在，若存在則回傳True，反之則為False。

# 檢查路徑
print(os.path.exists("snake/scoreboard.py"))
print(os.path.exists("snake/highest_score.txt"))

從前面專案資料夾的內容可知，snake資料夾內有scoreboard.py，但沒有highest_score.txt，所以分別回傳True跟False。

True
False

貪食蛇最高分記錄補完

有了以上的預備知識後，就可以來為上一節的貪食蛇遊戲加上記錄最高分的功能，新增的部分用粗體字顯示。我們在snake資料夾新增一個highest_score.txt檔案，在每次遊戲結束後用於記錄最高分數，若該次遊戲有破紀錄就更新檔案。在初始化函數中，先檢查highest_score.txt檔案是否存在，如果存在，則將分數顯示在畫布上，反之則將最高分初始化為0。在game_over()方法裡面，判斷該次遊戲的分數是否超過最高分，若是，則將分數寫入highest_score.txt裡面。

# scorebaord.py
class Scoreboard(Turtle):
　　def __init__(self):
　　　　super().__init__()
　　　　self.score = 0
　　　　self.hideturtle()
　　　　self.penup()
　　　　self.color(SCORE_COLOR)
　　　　self.speed("fastest")
　　　　self.goto(SCORE_POSITION)
　　　　if path.exists("snake/highest_score.txt"):
　　　　　　with open("snake/highest_score.txt", mode='r') as score_file:
　　　　　　　　self.highest_score = int(score_file.read())
　　　　else:
　　　　　　self.highest_score = 0
　　　　self.write(f"score: {self.score}, highest_score: {self.highest_score}", False, align="center", font=("Arial", 20, "normal"))
　　def get_score(self):
　　　　self.score += 1
　　　　self.clear()
　　　　self.write(f"score: {self.score}, highest_score: {self.highest_score}", False, align="center", font=("Arial", 20, "normal"))
　
　　def game_over(self):
　　　　self.color(GAMEOVER_COLOR)
　　　　self.goto(GAMEOVER_POSITION)
　　　　self.write("Game Over", False, align="center", font=("Arial", 40, "normal"))
　
　　　　if self.score > self.highest_score:
　　　　　　with open("snake/highest_score.txt", mode='w') as score_file:
　　　　　　　　score_file.write(str(self.score))

在第一次遊戲結束後，可看到snake資料夾裡面多了一個highest_score.txt，裡面記錄我第一次遊戲的分數。

第一次遊戲結束

第二次進行遊戲即可在上方highest_score的位置看到上一次遊戲(也就是目前的最高分)的分數了。

第二次遊戲

程式範例

主程式：
https://github.com/wjweng/marathon_python/blob/master/Day27/main.py

Scoreboard類別：
https://github.com/wjweng/marathon_python/blob/master/Day27/snake/scoreboard.py

為什麼會看到廣告

Wei-Jie Weng

留言0

查看全部

發表第一個留言支持創作者！