Manipulação de arquivos

Trabalhando com Arquivos em Python

Em Python, fa manipulação de arquivos é muito simples, além de ser uma habilidade essencial, pois permite que os programas interajam com dados persistentes, realizem análises, modifiquem e armazenem resultados para uso futuro.

Note que, neste conteúdo, estamos focando na manipulação de arquivos locais, e não abordaremos banco de dados.

Introdução ao Trabalho com Arquivos

Em Python, os arquivos são objetos que oferecem uma interface para interagir com conteúdo armazenado no sistema de arquivos do computador. A manipulação de arquivos é fundamental para muitas operações, desde a simples leitura de dados até operações mais complexas de processamento de dados.

Objeto de Arquivo

Quando abrimos um arquivo em Python usando a função open(), obtemos um objeto de arquivo. Este objeto fornece métodos e atributos que nos permitem realizar operações como ler, escrever e fechar o arquivo.

# Abre um arquivo chamado "exemplo.txt" para leitura
arquivo = open("exemplo.txt", "r")

# Lê o conteúdo do arquivo
conteudo = arquivo.read()

# Fecha o arquivo após a leitura
arquivo.close()

# Agora você pode usar o conteúdo do arquivo
print(conteudo)

A partir do Python 3.3, é recomendado usar a sintaxe with open para abrir arquivos, pois ele garante que o arquivo seja fechado automaticamente após a conclusão das operações.

# Abre um arquivo chamado "exemplo.txt" para leitura usando o bloco with
with open("exemplo.txt", "r") as arquivo:
    conteudo = arquivo.read()

# O arquivo é automaticamente fechado quando o bloco with é concluído
print(conteudo)

Progress

Continuar...

Modos de Abertura

Existem vários modos em que um arquivo pode ser aberto:

• 'r': Modo de leitura. (padrão)
• 'w': Modo de escrita. Cria um novo arquivo ou sobrescreve um existente.
• 'a': Modo de anexação. Escreve no final do arquivo sem sobrescrever o conteúdo existente.

Podemos especificar se o arquivo deve ser tratado como modo binário ou texto.

• 'b': Modo binário. Usado para arquivos não-textuais como imagens ou arquivos binários.
• 't': Modo de texto. (padrão) Usado para arquivos de texto.

Exemplos Simples e Práticos

1. Ler um arquivo e imprimir seu conteúdo:

with open("exemplo.txt", "r") as file:
    conteudo = file.read()
    print(conteudo)

1. Ler uma imagem e imprimir seu conteúdo:

with open("exemplo.jpg", "rb") as file:
    conteudo = file.read()
    print(conteudo)

1. Escrever uma strings em um arquivo:

# Abre o arquivo para escrita
with open("exemplo.txt", "w") as file:
    file.write("Conteúdo de exemplo.")

1. Escrever uma lista de strings em um arquivo:

lines = ["Linha 1", "Linha 2", "Linha 3"]
with open("exemplo.txt", "w") as file:
    for line in lines:
        file.write(line + "\n")

Progress

Continuar...

Lendo e Escrevendo Arquivos de Texto (.txt)

Leitura:

Para entender como utilizar os métodos de leitura vamos assumir que já exite o arquivo exemplo.txt, com o seguinte conteúdo.

Olá universo!
Pensamento computacional
Com Python é facil.

Usamos read() para ler todo o arquivo, por padrão o arquivo é lido como string (texto).

with open("exemplo.txt", "r") as file:
    conteudo = file.read()
print(conteudo)

Tip

O erro FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: 'exemplo.txt' significa que ou o arquivo não existe ou está em um diretório diferente do script python.

Abrindo um arquivo de um diretório diferente: Caso o script python e o arquivo não estejam no mesmo diretório é necessário passar o caminho path relativo ou completo na hora da leitura.

with open("c:\\<caminho_ate_o_arquivo>\exemplo.txt", "r") as file:
    conteudo = file.read()
print(conteudo)

Podemos ler apenas uma parte do arquivo:

• Definindo a quantidade de caracteres: read(10) retorna os 10 primeiros caracteres do arquivo Olá unive.

with open("exemplo.txt", "r") as file:
    conteudo = file.read(10)
print(conteudo)

O resultado é: Olá unive.

• Lendo uma linha inteira: readline() retorna o conteudo da linha toda \n.

with open("exemplo.txt", "r") as file:
    conteudo = file.readline()
print(conteudo)

Se tudo deu certo, o resultado será: Olá universo!.

Para para ler mais uma linha do arquivo temos que realizar mais um readline(), para facilitar pode ser iterado em um laço for.

with open("exemplo.txt", "r") as file:
    conteudo = []
    for linha in file:
        conteudo.append(linha.strip())
print(conteudo)

O resultado será: ['Olá universo!', 'Pensamento computacional', 'Com Python é facil.']

Tip

Para ler o arquivo e remover o caractere de nova linha \n de cada linha, você pode usar o método strip(). Esse método retorna uma cópia da string original, removendo os espaços em branco no início e no final da string. No contexto de leitura de arquivos, ele efetivamente remove os caracteres de nova linha \n do final das linhas.

Escrita:

Ao escrever em um arquivo, temos que saber que:

• Se tentarmos abrir um arquivo que não existe, um novo arquivo será criado;
• Se um arquivo já existir, seu conteúdo será apagado e um novo conteúdo será adicionado ao arquivo.
• Pode ser utilizado \n para dar quebra de linha ao escrever no arquivo.
• Para escrever em um arquivo em Python, precisamos abri-lo no modo de gravação passando w dentro de open() como segundo argumento.

Se o arquivo exemplo2.txt não existe. Vamos ver o que acontece se escrevermos conteúdo nele.

with open("exemplo2.txt", "w") as file:
    file.write("Olá, Mundo!\n")
    file.write("Pensamento Computacional")

Progress

Continuar...

Trabalhando com CSVs

O módulo csv do Python facilita a leitura e a escrita de arquivos CSV.

Leitura:

import csv
with open('exemplo.csv', 'r') as file:
    reader = csv.reader(file)
    for row in reader:
        print(row)

Escrita:

import csv
with open('exemplo.csv', 'w', newline='') as file:
    writer = csv.writer(file)
    writer.writerow(["nome", "idade", "profissão"])
    writer.writerow(["João", 30, "Engenheiro"])

Progress

Continuar...

Trabalhando com Arquivos JSON

JSON (JavaScript Object Notation) é um formato leve de troca de dados que é fácil de ler e escrever para humanos e fácil de analisar e gerar para máquinas. Em Python, o módulo json facilita a leitura e escrita de arquivos JSON.

Ao trabalhar com JSON em Python, os objetos JSON são convertidos em tipos de dados Python, como dicionários, listas, strings, números, booleanos (true/false em JSON se tornam True/False em Python) e null (em JSON) se torna None em Python.

Lendo de um Arquivo JSON

Para ler dados de um arquivo JSON, você pode usar o método load() do módulo json.

import json

with open("dados.json", "r") as file:
    data = json.load(file)
print(data)

Escrevendo em um Arquivo JSON

Para escrever dados em um arquivo JSON, você pode usar o método dump() do módulo json.

import json

pizza = {
    "marguerita": {
        "tamanho": "médio",
        "preço": 22.99,
        "ingredientes": ["tomate", "muçarela", "manjericão"],
        "queijo_extra": False
    },
    "pepperoni": {
        "tamanho": "grande",
        "preço": 55.67,
        "ingredientes": ["pepperoni", "muçarela"],
        "queijo_extra": True
    },
    "vegetariana": {
        "tamanho": "pequena",
        "preço": 10.5,
        "ingredientes": ["cogumelos", "pimentão verde", "cebolas"],
        "queijo_extra": False
    },
    "cliente": {
        "nome": "Janaina Faminta",
        "telefone": None,
        "email": "jana@email.com"
    }
}


with open("dados_pizza.json", "w") as file:
    json.dump(pizza, file)

Trabalhando com Strings JSON

• Para converter uma string JSON em um objeto Python:

import json

data_string = '{"nome": "Renato", "idade": 30, "cidade": "São Paulo"}'
data_object = json.loads(data_string)
print(data_object)

• Para converter um objeto Python em uma string JSON:

data_object = {"nome": "Arnaldo", "idade": 25, "cidade": "Rio de Janeiro"}
data_string = json.dumps(data_object, indent=4)
print(data_string)

Tip

O argumento indent em dumps() é usado para formatar a saída JSON, tornando-a mais legível.

Diferença entre load() e loads()

• json.load(): Este método é usado para ler dados JSON de um arquivo. Ele lê o arquivo e converte o conteúdo JSON em um objeto Python.

• json.loads(): Este método é usado para analisar uma string JSON e convertê-la em um objeto Python.

Diferença entre dump() e dumps()

• json.dump(): Este método é usado para escrever dados JSON em um arquivo.

• json.dumps(): Este método converte um objeto Python em uma string JSON.

Progress

Continuar...

Arquivos Binários

Ao trabalhar com arquivos não-textuais, como imagens ou executáveis, utilizamos o modo binário.

# Lendo um arquivo binário
with open("imagem.jpg", "rb") as file:
    data = file.read()

Tratamento de Exceções

É importante tratar exceções ao trabalhar com arquivos para evitar falhas no programa. O erro mais comum é o FileNotFoundError.

try:
    with open("arquivo_inexistente.txt", "r") as file:
        content = file.read()
except FileNotFoundError:
    print("Arquivo não encontrado.")

Boas Práticas ao Trabalhar com Arquivos

• Sempre use o gerenciador de contexto with ao abrir arquivos para garantir que eles sejam fechados corretamente.
• Manipule exceções ao trabalhar com arquivos para lidar com possíveis erros.
• Evite a leitura de arquivos inteiros na memória se eles forem muito grandes. Existem tecnicas e bibliotecas mais apropriadas para isso, como Pandas