[Pytohon]파이썬 파일 입력 출력: 데이터 읽기와 쓰기의 기초

프로그래밍에서 데이터를 파일에 저장하고 읽어오는 것은 프로그램을 개발하는 데 있어서 핵심적인 부분입니다. 따라서 파일 입출력은 중요한 기능 중 하나로 꼽힙니다. python에서는 표준 함수에는 파일과 관련된 처리를 위한 기본 함수가 제공되므로, 이를 통해 파일 입출력을 쉽게 다룰 수 있습니다.

≣ 목차

• 파일 생성과 문자열 쓰기👩‍💻
• 파일에서 문자열 읽기📚
• 파일에서 여러 줄을 리스트로 읽기🌈
• with 키워드 이용한 파일 입출력👨‍❤️‍👨
• 파일 입출력 활용🎡
• 핵심 내용👀

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1. 파일 생성과 문자열 쓰기👩‍💻

먼저 파일 입출력의 기본적인 문법을 통해 파일을 생성하고 문자열을 쓰는 방법에 대해 알아보겠습니다.

• 형식 (기본 문법)
  1. 파일 열기▶ 파일객체명 = open('파일 이름', 'wt')
  2. 파일에 쓰기 ▶ 파일객체명.write('문자열')
     ▶ 파일객체명.write(str(숫자))
  3. 파일 닫기 ▶ 파일객체명.close()
     
• 형식 (리스트 문법)
  
  1. 리스트 생성 ▶ 리스트명 = [값1, 값2, 값3]
  2. 파일 열기▶ 파일객체명= open('파일 이름', 'wt')
  3. 파일에 쓰기 ▶ 파일객체명.writelines('문자열')
  4. 파일 닫기 ▶ 파일객체명.close()
• 파일을 열기 위해서는 open() 함수를 사용합니다. open() 함수는 첫 번째 매개변수에 파일의 경로, 두 번째 매개변수에는 열고자 하는 목적(모드)을 지정합니다. 모드는 다음과 같은 것을 지정할 수 있습니다.

• 분류	종류	의미	설명	파일이 없을 때	파일이 있을 때
  입력	r	read	읽기	오류 발생	읽기
  출력	w	write	쓰기	새로 생성	새로 생성
  	a	append	추가	새로 생성	추가
  	x	exclusive	배타적 추가	새로 생성	오류 발생

• 파일을 열었다면, write() 메서드를 사용하여 파일에 내용을 씁니다. write() 메서드는 문자열 형태의 데이터를 인자로 받습니다. 숫자를 쓰려면 문자열로 변환하여 전달해야 합니다.
• 파일 작업이 끝나면 항상 파일을 닫아주어야 합니다. 파일을 닫지 않으면 리소스가 낭비되거나 다른 프로그램이 해당 파일을 접근할 수 없는 경우가 발생합니다. 파일을 닫기 위해서는 close() 메서드를 사용합니다.

# 파일을 쓰기 모드('w')로 열어서 'Hello.txt' 파일을 생성합니다.
file = open('Hello.txt','w') 

# 파일에 문자열 'Hello, world!'를 씁니다.
file.write('Hello, world!')

# 파일을 닫습니다.
file.close()

# for문을 사용하여 파일에 문자열을 쓰기 위해 파일을 쓰기 모드('w')로 엽니다.
file = open('Hello.txt', 'w')

# for문을 사용하여 1부터 10까지의 숫자를 각 줄에 쓰기 위해 반복합니다.
for i in range(1, 11):
    data = f'{i}번째 줄입니다.\n' # 문자열에 개행 문자를 추가하여 줄바꿈합니다.
    file.write(data) # 파일에 문자열을 씁니다. write 함수는 엔터 기능이 없으므로 개행 문자를 직접 추가해야 합니다.

# 파일을 닫습니다.
file.close()

파일을 열 때 사용할 수 있는 경로에는 상대 경로와 절대 경로 두 가지가 있습니다.

상대 경로는 현재 작업 중인 디렉토리를 기준으로 파일의 위치를 나타냅니다. 상대 경로를 사용할 때는 현재 디렉토리를 기준으로 파일의 위치를 지정하며 이때 현재 디렉토리를 나타내는 기호는 '.' 입니다. 예를 들어, 현재 디렉토리에서 하위 디렉토리에 있는 파일을 열 때는 './하위디렉터리/파일이름'과 같은 형식으로 지정합니다. 상대 경로를 사용하면 작업을 하는 환경에 따라 파일의 위치를 변경할 수 있습니다.

절대 경로는 파일의 전체 경로를 나타냅니다. 즉, 파일이 위치한 디렉토리부터 시작하여 최상위 디렉토리까지의 경로를 모두 나타냅니다. 절대 경로를 사용할 때는 디렉토리의 구조를 모두 기억해야 하며, 다른 위치에서도 항상 동일한 파일을 찾을 수 있습니다. 예를 들어, ' C:\Users\Username\Documents\파일이름'과 같은 형식으로 지정합니다. 절대 경로를 사용하면 파일이 위치한 곳이 어디든 파일을 찾을 수 있지만, 경로를 기억해야 하고 변경이 필요할 때마다 모두 수정해야 하는 불편함이 있습니다.

이러한 상대 경로와 절대 경로는 파일을 열 때 사용하는 경로를 지정할 때 유용하게 활용됩니다.

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2. 파일에서 문자열 읽기📚

파일에서 문자열을 읽어오는 방법은 파일을 열고, 파일에서 읽은 내용을 변수에 저장하는 과정으로 이루어집니다. 이제 파일에서 문자열을 읽어오는 방법을 확인해 보겠습니다.

1. 파일객체명 = open('파일 이름', 'r')
2. 변수명 = 파일객체명.read()
3. 파일객체명.close()
4. print(변수명) # 화면을 보고 싶을 때 사용

# 파일을 읽기 모드('r')로 엽니다.
file = open('Hello.txt','r') 

# 파일에서 읽을 내용을 temp 변수에 저장합니다.
temp = file.read() 

# 파일을 닫고 출력해 봅니다.
file.close() 
print(temp)

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3. 파일에서 여러 줄을 리스트로 읽기🌈

파일을 읽어와서 프로그램에서 활용하기 위해서는 종종 파일의 각 줄을 리스트로 저장하는 것이 편리합니다. 이를 위해 파이썬에서는 간단하게 파일을 열고 각 줄을 리스트의 요소로 저장할 수 있습니다. 가장 먼저 할 일은 파일을 열어야 합니다. open() 함수를 사용하여 파일을 읽기 모드(r)로 엽니다. 그리고 파일 객체를 생성한 후, readlines() 메서드를 사용하여 파일의 각 줄을 읽어와 리스트로 저장합니다. 이렇게 읽어 온 각 줄은 리스트의 요소로 저장되어, 나중에 프로그램에서 활용할 수 있습니다.

1. 파일 열기 ▶ 파일객체명 = open('파일 이름', 'rt')
2. 파일 읽기 ▶ 리스트명 = 파일객체명.readlines()
3. 파일 닫기 ▶ 파일객체명.close()

# 'Hello.txt' 파일을 읽기 모드('r')로 엽니다.
file = open('Hello.txt','r')

# 파일에서 읽은 내용을 리스트 형식으로 저장합니다.
lines = file.readlines()

# 파일을 닫습니다.
file.close()

# 리스트에 저장된 내용을 출력합니다.
print(lines)

# 리스트에서 인덱스가 3인 요소를 출력합니다.
print(lines[3])

# 파일에서 읽은 각 줄을 출력합니다.
for i in lines:
    print(i, end='')

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4. with 키워드 이용한 파일 입출력👨‍❤️‍👨

파일을 다룰 때 with 키워드를 사용하면 파일 또는 리소스를 열고 사용한 후에 자동으로 닫아주기 때문에 코드가 더 간결하고 안전해집니다.

with open('파일 이름', '모드') as 파일객체명:
수행할 코드

# 리스트를 파일에 쓰기 예제
# 리스트를 파일에 쓸 때는 파일을 쓰기 모드('w')로 열고, 파일 객체의 writelines() 메서드를 사용합니다.

li = ['hell0~\n', 'world!\n', 'hi\n', 'python!!\n']

# 'file.txt' 파일을 쓰기 모드('w')로 열고, 파일 객체를 변수 f에 할당합니다.
with open('file.txt','w') as f:
    f.writelines(li)  # 리스트를 파일에 씁니다.
    f.write('Python: Code Less, Create More\n')  # 추가적인 문자열을 파일에 씁니다.
    f.write('Simple yet Powerful Programming Language\n')  # 추가적인 문자열을 파일에 씁니다.

# 'file.txt' 파일을 읽기 모드('r')로 열고, 파일 객체를 변수 f에 할당합니다.
with open('file.txt','r') as f:
    temp = f.read()  # 파일에 내용을 읽어와 temp 변수에 저장합니다.

# 파일에서 읽은 내용을 출력합니다.
print(temp)

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5. 파일 입출력 활용🎡

파일 입출력을 활용하여 파일을 복사할 수 있습니다. 파이썬에서 파일 복사를 수행하는 가장 간단한 방법은 바이너리 파일을 읽고 쓰는 것입니다.

buffer_size = 1024  # 한 번에 읽어들이는 데이터의 크기

# 원본 파일을 바이너리 모드('rb')로 엽니다.
with open('original_file.txt', 'rb') as source:
    # 복사본 파일을 바이너리 모드('wb')로 엽니다.
    with open('copied_file.txt', 'wb') as copy:
        while True:
            buffer = source.read(buffer_size)  # 버퍼 크기만큼 데이터를 읽어옵니다.
            if not buffer:  # 읽어들인 데이터가 없다면 반복문을 종료합니다.
                break
            copy.write(buffer)  # 읽어들인 데이터를 복사본 파일에 씁니다.

print('File copied successfully!')

파일 입출력 활용법을 예제를 통해 살펴봅시다. 첫 번째 예제는 오늘의 스케줄을 파일에 기록하는 프로그램이며, 두 번째 예제는 "아기상어" 노래의 가사가 적힌 파일을 읽어서 특정 문자열이 몇 번 등장하는지를 세는 프로그램입니다.

# 예제: "아기상어" 노래의 가사가 적힌 파일을 읽어서 '뚜루루루루'이란 글자가 몇 개인지 세아려 보자.

file = open('아기상어.txt','r') # 파일 열기(읽기모드)

line_list = file.readlines() # 전체 글을 저장할 리스트

count = 0 # 뚜루루루루의 개수

for line in line_list: # 전체 글 중 하나의 라인을 문자열 line 변수에 저장
    for ch in line: # line에 담긴 모둔 문자들을 하나씩 ch변수에 저장
        if ch == '뚜루루루루': # 뚜루루루루과 같다면
            count += 1 # 개수 증가

file.close() # 파일 닫기
print('뚜루루루루은 전체 {}번 나타납니다.'.format(count))

# 예제: "아기상어" 노래의 가사가 적힌 파일을 읽어서 '뚜루루루루'이란 글자가 몇 개인지 세아려 보자.

file = open('아기상어.txt','r') # 파일 열기(읽기모드)

line_list = file.readlines() # 전체 글을 저장할 리스트

count = 0 # 뚜루루루루의 개수

for line in line_list: # 전체 글 중 하나의 라인을 문자열 line 변수에 저장
    for ch in line: # line에 담긴 모둔 문자들을 하나씩 ch변수에 저장
        if ch == '뚜루루루루': # 뚜루루루루과 같다면
            count += 1 # 개수 증가

file.close() # 파일 닫기
print('뚜루루루루은 전체 {}번 나타납니다.'.format(count))

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6. 핵심 내용👀