Dateien lesen und schreiben

Overview

Teaching: 10 min
Exercises: 30 min

Questions

• Wie können Dateien durch Python verarbeitet werden?

Objectives

• Ein- und Auslesen von Dateien

Daten von der Festplatte laden und wieder speichern

Wenn wir unsere linguistische Forschung mit technischen Mitteln unterstützen wollen, kommen wir nicht umhin gespeicherte Sprachdaten zu laden und berechnete Auswertungen und/oder Aufbereitungen zu speichern. Unsere Berechnungen und Variablenbelegungen zur Laufzeit des Programmes sind im Hauptspeicher des Computers gespeichert. Dieser ist flüchtig. Persitenz bietet nur die Festplatte.

Lesen

Also, beginnen wir mit dem einfachen Laden. Hierfür benötigen wir open (schauen Sie für die Beschreibung der verwendeten Funktionen auch in die Python-Hilfe):

f1 = open('demofile.txt', 'r')
content1 = f1.read()
# ...

f2 = open('demofile.txt', 'r')
content2 = f2.readlines()
# ...

Frage(n)

• Was passiert in jeder Zeile des Programmes?
• Welchen Typ hat f und welchen Typ hat content1 bzw. content2?
• Was fehlt noch? Warum ist das wichtig?
• Was ist der Unterschied zwischen read und readlines?

Lösung

Die Funktion open öffnet die Datei im Lesemodus ("r" als Wert für den Modus-Parameter) und liest dann den Inhalt mit den Methoden read() bzw. readlines() in Variablen. read() liest die gesamte Datei als einen String und liefert einen Wert vom Typ str zurück. readlines() liest die Datei zeilenweise und liefert eine Liste mit Strings zurück. Es fehlt noch das Schließen der Dateien mit der Methode close().

f1.close()

Das Schließen von Datein ist notwendig, wenn die gleiche Datei von mehreren Programmen oder Programmteilen genutzt werden soll. Insbesondere beim mischen von Lesen und Schreiben in Dateien kann es zu Problemen kommen, wenn gleichzeitig zwei Dateivariablen offen sind.

Schreiben

Wenn wir schreiben wollen, dann geht das so:

f = open('outfile.txt', 'w')
content = 'blablabla'
f.write(content)
f.close()

Frage(n)

Existiert outfile.txt bereits? Was kann passieren, wenn wir f nicht schließen?

Lösung

Die Datei muss nicht bereits existieren, das Programm wird die Datei neu anlegen und überschreiben. Wenn f nicht geschlossen wird, wird zwar auch die Datei angelegt, aber es kann passieren, dass der Inhalt nicht oder nicht vollständig geschrieben wird.

Einen Datei manuell in allen möglichen Code-Pfaden zu schließen kann man oft vergessen, in Python gibt es daher einen speziellen with Block, der uns das vereinfacht:

with open("outfile.txt","a") as f
  f.write("hello world!\n")
  # wird nach diesem Block automatisch geschlossen

Tipps und Tricks

Wenn Sie vermeiden wollen, dass Sie eine Datei überschreiben, die es schon gibt, gibt es mehrere Mittel. Zum einen können Sie einen anderen Schreibmodus verwenden:

f = open('demofile.txt', 'x')
# ...
f.close()

Der Modus x schreibt in eine neue Datei. Existiert die Datei jedoch schon, wird ein sogenannter FileExistsError ausgegeben und das Programm beendet.

Das ist jedoch nicht die eleganteste Lösung. Solche Exceptions und Errors (mehr dazu in einer späteren Sitzung) sollten vermieden werden, wo es möglich ist.

Alternativ gibt es im Modul os (Submodul path) eine Funktion exists:

from os.path import exists
print(exists('demofile.txt'))

Übung

Wir wollen alle Nomen aus einer Geschichte und in eine Datei schreiben finden. Dafür brauchen wir

• eine Liste von Wörtern, die wir aus einem String (der Geschichte) generieren
• eine Definition von Nomen - wir gehen vereinfacht davon aus, dass alle großgeschriebenen Wörter außer am Satzanfang Nomen sind

Als Geschichte nehmen wir die Zusammenfassung des Inhalts von hier: http://de.wikipedia.org/wiki/Der_Hase_und_der_Igel

Lösung

# Unsere Funktion nimmt eine Liste als Parameter
def find_nouns(list_of_words):
    nouns = list()
    # Das erste Wort ist wahrscheinlich großgeschrieben, fällt aber aus unserer Definition raus
    for i in range(1, len(list_of_words)):
    	current_word = list_of_words[i]
    	if current_word[0].isupper():
            # list_of_words[i-1]: Das vorherige Wort
            if not list_of_words[i-1].endswith("."):
                nouns.append(current_word)
    return nouns


with open("hase_igel.txt") as f:
    story = f.read()
    words = story.split()
    nouns = find_nouns(words)

with open("hase_igel_nouns.txt", "w") as result:
    for noun in nouns:
        result.write(noun + ", ")

Kernpunkte

• Mit den eingebauten Funktionen open können Dateien zum Lesen und Schreiben geöffnet werden, diese müssen immer wieder geschlossen werden.