Python 기초(11)

파일 입출력

• 프로그램이 저장장치(ex: 하드디스크)에 저장된 파일을 읽어오거나, 반대로 데이터를 파일에 저장하는 작업
• 입력(input): 파일로부터 데이터를 읽어오는 것
• 출력(output): 데이터를 파일로 저장(기록)하는 것

입, 출력 스트림

스트림: 자료흐름이 물의 흐름과 같다는 뜻

• 입력 스트림 - 동영상을 재생하기 위해 동영상 파일에서 자료를 읽을 때 사용함
• 출력 스트림 - 사용자가 쓴 글을 파일에 저장할 때는 출력 스트림 사용함.

파일 입출력의 필요성

• 프로그램 실행 중에 메모리에 저장된 데이터는 프로그램이 종료되면 사라짐
• 데이터를 프로그램이 종료된 후에도 계속해서 사용하려면 파일에 저장하고 필요할 때 파일을 읽어서 데이터를 사용할 수 있음

파일 열기 open()

open() 함수

• 파일을 열어 파일 객체(file, object)를 반환하는 내장하는 함수

파일 객체

• open()으로 반환되는 객체로, 이 객체를 통해 파일의 내용을 읽거나 쓰는 메서드(read, write 등)를 사용할 수 있음

파일 열기와 닫기

# 파일 열기: open()
open("파일 경로", mode = "r", encoding = "원하는 인코딩 - utf8")
# open으로 파일을 읽으면 '파일 객체'를 반환

f = open("example.txt", "w", encoding = "utf-8")

f.write("파이썬 파일 입출력 예제\n")
f.write("파이썬 공부!\n그까짓거 해보죠\n")

# 파일 닫기: close()
# 열린 파일을 닫아 시스템 자원을 해제함
f.close

# 파일 읽기
# read(): 전체 내용을 한 번에 읽기
f = open("example.txt", "r", encoding="utf-8")
content = f.read()
print(content)
f.close()

# readline(): 한 줄씩 순차적으로 읽기
f = open("example.txt", "r", encoding="utf-8")
line1 = f.readline()
line2 = f.readline()
line3 = f.readline()

print("첫 번째 줄: ", line1.strip())
print("두 번째 줄: ", line2)
f.close()

for문으로 읽기

f = open("example.txt", "r", encoding="utf-8") # f.close가 없으면 이 문장을 그대로 사용해도 된다.
for line in f:
    print(line.strip())
f.close()

# readlines(): 모든 줄을 한 번에 리스트로 읽기
f = open("example.txt", "r", encoding="utf-8")
contents = f.readlines()
print(contents) # print(contents[]) 특정 줄만 출력할 때는 리스트로 변환된 line의 인덱스를 넣으면 출력된다.
f.close()

# 파일 읽기 메서드
# tell(): 현재 읽고 있는 위치(바이트)를 반환
f = open("example.txt", "r", encoding="utf-8")
print("처음 위치: ", f.tell())
f.read(5)
print("5바이트 읽은 후 위치: ", f.tell())
f.close

# seek(): 파일 포인터 위치를 이동
f = open("example.txt", "r", encoding="utf-8")
print(f.read(10)) # 처음부터 10글자 읽기
f.seek(0) # 포인터를 다시 처음으로 이동
print(f.read())
f.close()


# a 모드: 추가 쓰기
# + 기존 파일 끝에 새로운 내용을 추가
# + 파일이 없으면 새로 생성
f = open("example.txt", "a", encoding="utf-8")
f.write("\n추가한 내용입니다.")
f.close()

# w 모드: 덮어 쓰기
# + 파일이 존재하면 기존 내용을 모두 삭제하고 새로 작성
# + 파일이 없으면 새로 생성

# with 문: 파일 작업 시 컨텍스트 관리자를 사용해 블록이 끝나면 자동으로 close()를 호출해주는 안전한 파일 처리 구문
with open("with_example.txt", "w", encoding = "utf-8") as f1:
    f1.write("with문으로 작성한 파일이에요\n")
    f1.write("파일 입출력 완료")

예제 1. 파일에서 랜덤 추출

with open("words.txt", "w", encoding="utf-8") as f1: # 쓰기모드
    words = [
      "apple", "banana", "orange", "grape", "lemon",
      "peach", "melon", "cherry", "plum", "pear",
      "school", "friend", "family", "flower", "garden",
      "window", "bottle", "pencil", "summer", "winter",
      "happy", "future", "travel", "animal", "market",
      "doctor", "planet", "energy", "nature", "memory"
  ]
    for i in words:
        f1.write(i + "\n")

import random

with open("word.txt", "r", encoding="utf-8") as f1: # 읽기모드
    data = f1.readlines()
    for i in range(5):
        word = random.choice(data).strip() # strip(): 공백제거
        print(word)

예제 2. 입력 받아 파일 쓰기

with open("with_example.txt", "a", encoding="utf-8") as f1:
    while True:
        text = input("저장할 내용을 입력해주세요(종료: z)")
        if text == "Z" or text == "z":
            break
        f1.write(text + "\n")

실습 1

import os
# # ------------------------------------------
# # 1. 회원 3명 입력하여 파일에 저장
# # ------------------------------------------
if os.path.exists("member.txt"): <-- 경로에 member.txt가 존재하는지 여부 확인
    print("member.txt가 이미 존재합니다. 회원 등록을 건너뜁니다.\n")
else: <-- member.txt의 존재가 확인 되었을 때, 회원 등록
    with open("member.txt", "w", encoding="utf-8") as f:
        for i in range(3):
            name = input(f"{i+1}번째 회원의 이름: ")
            password = input(f"{i+1}번째 회원의 비밀번호: ")
            f.write(f"{name},{password}\n")
        
print("\n[회원 명부 저장 완료]\n")


# # ------------------------------------------
# # 2. 로그인 과정
# # ------------------------------------------
input_name = input("로그인 - 이름을 입력하세요: ")
input_password = input("로그인 - 비밀번호를 입력하세요: ")

login = False <-- login을 우선 False로 설정
with open("member.txt", "r", encoding="utf-8") as f: <-- member.txt를 읽어오기
    for line in f:
        name, password = line.strip().split(",") <-- member.txt의 모든 줄의 정보를 ", "으로 나눠서 다시 name과 password변수에 저장
        if input_name == name and input_password == password:
            login = True
            break
        

# # ------------------------------------------
# # 3. 로그인 성공 시 전화번호 등록/수정
# # ------------------------------------------
if login: <-- 로그인 성공
    print("\n로그인 성공!")
    
    # 기존 전화번호 데이터 로드
    phone_data = {} <-- 전화번호 데이터를 빈 딕셔너리에 넣겠다.
    
    if os.path.exists("member_tel.txt"): <-- 파일 경로에 member_tel.txt가 있는지 여부 확인
        with open("member_tel.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
            for line in f:
                name, phone = line.strip().split(",") <-- member_tel.txt에 존재하는 전화번호 데이터를 split으로 나눠서 name과 phone 변수에 저장한다.
                phone_data[name] = phone <-- 이런 형식으로 딕셔너리의 key, value값으로 지정한다고.
                
    # 전화번호 입력
    new_phone = input(f"{input_name}님의 전화번호를 입력하세요: ") <-- member_tel.txt에 전화번호가 이미 존재하니까 다시 다른 변수로 전화번호를 받아와서 덮어쓰겠다는 거지.
    
    # 추가 또는 수정
    if input_name in phone_data: <-- phone_data 딕셔너리에 input_name key값이 존재할 때 수정~
        print("기존 전화번호 수정")
    else:
        print("전화번호 새로 추가")
    
    phone_data[input_name] = new_phone
    
    # 전화번호 파일 갱신
    with open("member_tel.txt", "w", encoding="utf-8") as f:
        for name, phone in phone_data.items():
            f.write(f"{name},{phone}\n")
            
    print("전화번호 저장 완료!")
else:
    print("\n로그인 실패!")

바이너리 파일 읽고 쓰기

• wb모드: 바이너리 쓰기 모드 -> 문자열은 encode()로 변환 후 작성
• rb모드: 바이너리 읽기 모드 -> 바이트 데이터를 decode()로 다시 문자열 변환

import os

print(os.getcwd()) # 상대경로

바이너리 파일 읽기

with open('./python/images/애옹이.webp', 'rb') as f: # .의 의미: 현재 경로, os.getcwd()를 . 대신에 넣으면 절대경로가 된다.
    img = f.read

바이너리 파일 쓰기

with open("./python/images/애옹이_copy.webp", "wb") as f:
    f.write(img)
    print(img)

pickle 모듈

• 객체의 형태를 그대로 유지하면서 파일에 저장하고 불러올 수 있는 모듈

• 이때 객체는 리스트나 딕셔너리 등의 자료구조도 포함한다.

• pickle.dump: 쓰기

• pickle.load: 읽기

import pickle

리스트, 딕셔너리 파일 저장

with open('pickle.txt', 'wb') as f:
    li = ['dog', 'cat']
    dic = {1: 'dog', 2: 'cat'}

    pickle.dump(li, f)
    pickle.dump(dic, f)

읽기

with open('pickle.txt', 'rb') as f:
    li = pickle.load(f)
    dic = pickle.load(f)

    print(li, dic)