Dateien lesen und schreiben

Klein 2021: Python 3

• Kap. 12: Dateien lesen und schreiben

Schreiben und Einlesen einer Text-Datei

So geht es: https://www.freecodecamp.org/news/with-open-in-python-with-statement-syntax-example/ . Wir lernen:

• Die Funktionen open() und close() verwenden wir nicht;

• besser verwenden wir with().

Wir schauen uns das nochmal genauer an.

Die folgende Zelle erzeugt uns eine Text-Datei:

• drei Zeilen,

• mit Umlauten,

• die letzte Zeile ohne ein \n am Ende.

Dazu wird ein Objekt my_file erzeugt, das über seine Methode write() die Datei neu anlegt und (hier zeilenweise) nacheinander befüllt.

with open("hello.txt", "w") as my_file:
    my_file.write("Hallo Welt!\n")
    my_file.write("Wie bist Du doch")
    my_file.write(" schön und hässlich zugleich.\n")
    my_file.write("Schöne Grüße!")

Diese Datei liegt dann im selben Verzeichnis wie das vorliegende Notebook. Aufgabe:

• minimal: mit einem Text-Editor anschauen

• explorativ: gerne auch verändern, unter anderem Namen wieder speichern, ggf. untigen Dateinamen dann anpassen

So lesen wir diese Datei zeilenweise wieder ein:

zeilen_mit_newline = []

with open("hello.txt") as my_file:
    for line in my_file:
        zeilen_mit_newline.append(line)

zeilen_mit_newline

['Hallo Welt!\n',
 'Wie bist Du doch schön und hässlich zugleich.\n',
 'Schöne Grüße!']

Wir stellen fest, dass beim zeilenweisen Einlesen die \n erhalten bleiben.

Im Normalfall lesen eine Datei aber lieber komplett ein:

with open("hello.txt") as my_file:
    text = my_file.read()

text

'Hallo Welt!\nWie bist Du doch schön und hässlich zugleich.\nSchöne Grüße!'

Die einzelnen Zeilen – aber ohne die \n – erhalten wir dann über ein split() über die Newlines:

# nicht so gut:zeilen = text.split("'\n'")
# besser:
zeilen = text.splitlines()
zeilen

['Hallo Welt!',
 'Wie bist Du doch schön und hässlich zugleich.',
 'Schöne Grüße!']

Print mit f-String

Wir verwenden entweder ganz einfache, unformatierte Print-Statements, oder besser formatted string literals, kurz f-strings. So geht das:

• z.B. https://realpython.com/python-f-strings/#f-strings-a-new-and-improved-way-to-format-strings-in-python

• spezifisch Formatierung: z.B. https://builtin.com/data-science/python-f-string

Ein f-String ist ein String, in dem man Ausdrücke „formatiert einsetzen“ und so zu einem Teil eines Strings machen kann. Das ist insbesondere interessant, wenn man (int- float-) Zahlen auf die Konsole oder in eine Text-Datei ausgeben will.

Wir wollen den Inhalt des folgenden Dict kontrolliert in die Konsole drucken:

Naturkonstanten = { "Lichtgeschwindigkeit": 299792458, 
                    "Normfallbeschleunigung": 9.80665,
                    "Begrüßung": "Grüß Gott!" }

for key, value in Naturkonstanten.items():
    print( f"Der Schlüssel ist: {key}; und der Value ist: {value}")

Der Schlüssel ist: Lichtgeschwindigkeit; und der Value ist: 299792458
Der Schlüssel ist: Normfallbeschleunigung; und der Value ist: 9.80665
Der Schlüssel ist: Begrüßung; und der Value ist: Grüß Gott!

Nun wollen wir das in eine Datei speichern. Effizient ist es, eine Liste von Text-Snippets zu erzeugen, die man anschließend sehr schnell in einen zusammenhängenden String verwandeln kann. Auch das machen wir mit f-Strings.

text_liste = []
for key, value in Naturkonstanten.items():
    text_liste.append( f"{key}: {value}")
text_liste

['Lichtgeschwindigkeit: 299792458',
 'Normfallbeschleunigung: 9.80665',
 'Begrüßung: Grüß Gott!']

Wir sehen hier, dass auch die Zahlen jetzt als Strings vorliegen.

In einen zusammenhängenden Text überführen mit join():

text = "\n".join(text_liste)
text

'Lichtgeschwindigkeit: 299792458\nNormfallbeschleunigung: 9.80665\nBegrüßung: Grüß Gott!'

(Für Aufmerksame: Wir haben hier nicht nur eine Text-, sondern sogar eine CSV-Datei erstellt – bei der das Trennzeichen allerdings kein Komma, sondern ein “:” ist.)

Diese Text-Datei kann man nun wie oben mit with open(..., "w") as ... als Text-Datei auf Festplatte speichern.

with open("Naturkonstanten.csv", "w") as my_Naturkonstanten:
    my_Naturkonstanten.write(text)

JSON

(Vorschau, nicht mehr in Python-101)

Quelle: https://www.programiz.com/python-programming/json

Wir lesen im folgenden eine JSON aus einer Datei ein, verändern einen einzelnen Wert, und schreiben das Resultat als neue JSON-Datei heraus.

import json

path_to_file = "json-beispiel42.ipynb" # ipynb werden im json-Format gespeichert
with open(path_to_file, 'r') as f:
  data = json.load(f)

data['cells']

[{'cell_type': 'markdown',
  'id': '64fbc19b',
  'metadata': {},
  'source': ['# json-beispiel42\n',
   '\n',
   'Beispiel zu JSON. Die Datei {doc}`json-beispiel42` wird durch das Notebook {doc}`e_Dateien-lesen-schreiben` gelesen, geändert und unter dem neuem Dateinamen {doc}`json-beispiel42_AUTO` wieder geschrieben.']},
 {'cell_type': 'code',
  'execution_count': 3,
  'id': '962e258a',
  'metadata': {},
  'outputs': [],
  'source': ['if True:\n', '    Antwort = 42']},
 {'cell_type': 'code',
  'execution_count': 4,
  'id': '39b70b20',
  'metadata': {},
  'outputs': [{'name': 'stdout',
    'output_type': 'stream',
    'text': ['Antwort: 42\n']}],
  'source': ['print("Antwort:", Antwort)']}]

data['cells'][1]['source'] = ['sechs = 6\n', 'sieben = 7\n', 'if True:\n', '    Antwort = ...\n']

with open('json-beispiel42_AUTO.ipynb', 'w') as json_file:
  json.dump(data, json_file)