[Python101] 004. 파일. 파일을 읽고, 파일에 쓰기

사용자로부터 입력을 받아 데이터를 처리하는 프로그램은 실질적으로 효율에 한계가 있다. 처리해야 하는 데이터를 사용자가 일일이 매번 입력해야 하기 때문이다. 컴퓨터는 귀찮고 반복적으로 처리하는 작업을 수월하게 하라고 있는 것이므로 프로그램은 가능한한 많은 과정을 자동화하는 방향으로 처리하는 것이 좋은 경우가 많다.

보통의 경우에는 다음과 같은 방식의 순서로  작업을 많이 처리하게 된다.

  1. 처리해야 할 데이터를 미리 준비 (텍스트 파일이나 엑셀 파일 등)
  2. 프로그램을 실행할 때 매개변수로 처리할 파일을 주고 실행한다.
  3. 프로그램이 데이터 파일을 읽어 들여서 데이터를 주르르르륵 처리한다.
  4. 처리한 결과는 또 다른 파일에 기록되거나 화면에 출력된다.

이것은 일종의 자동화 작업이고, 파이썬은 이런 작업에 대한 처리를 쉽고 빠르게 처리하기에 매우 좋다.

파일 읽기

데이터를 저장한 파일로부터 데이터를 읽는 방법에 대해 먼저 살펴보도록 하자. 예를 들어 메모장으로 작성한 텍스트 파일의 내용을 읽어들이고, 뭔가 내용을 쓰는 작업은 다음과 같은 절차를 거친다.

  1. 파일을 연다. 파일을 열게 되면 파이썬은 이 파일을 다루기 위한 핸들러(Handler)를 사용하게 된다.
  2. 파일의 내용을 읽어들인다. 파일의 내용을 읽어들이는 작업은 파일을 열면서 생성한 핸들러가 중계해준다. 핸들러는 파이썬 스크립트와 실제 데이터 파일 사이를 중계해주는 모듈이라 생각하면 된다.
  3. 파일에는 새로운 내용을 쓰거나, 기존 파일의 내용 뒤에 내용을 추가하는 것도 가능하다. 이 역시 핸들러에 의해 데이터를 쓸 수 있다.
  4. 파일 다 사용했으면 파일을 닫는다. 만약 파일을 적절히 닫지 않으면 파이썬 프로세스가 정상적으로 종료되지 못하거나, 다른 프로그램이 해당 파일을 쓰지 못하는 경우가 발생할 수 있다.

파일을 열기 위해서는 open 명령을 사용한다. open 명령은 다음과 같이 사용한다.

파일핸들러 = open('파일의 경로', [모드])

open  명령을 사용해서 파일을 열면 파일의 핸들러를 얻을 수 있다. 이 핸들러를 통해 파일의 내용을 읽어들이거나, 파일에 데이터를 쓰는 작업이 가능해진다.

ex09.py

아홉번째 예제는 텍스트 파일을 열어서 그 내용을 보는 예제이다.이 예제를 제대로 실행하기 위해서는 텍스트 파일 하나가 필요하다. 메모장을 열어 아무 텍스트나 몇 줄 입력한 후에 예제를 저장하는 폴더에 저장한다. 이름은 구분하기 쉽게 ex09.txt로 하겠다.

April

Still an irritating wind;
Vestiges of stubborn grey –
Jibing us of recent winter blight.

It’s coming though – like perky breasts
Pushing through a blouse –
Teasing, pleasing in it’s tantalising play:

Warmth of youth in April sun –
Simmering off depression,
Brains retuned; remapped for fun.

April is a portal –
Smoothly transitions
Delicate dispositions – suchlike mine,

Easing hunched bodies into
Summery smiles.

이제 ex09.py 의 소스 코드는 다음과 같다.

from sys import argv

script, filename = argv

txt = open(filename)

    print "Here's your file %r:" % filename
print txt.read()

    print "Type the filename again:"
    file_again = raw_input('> ')

txt_again = open(file_again)
    print txt_again.read()

argv 가 등장하는 것을 보니, 파라미터를 받고 실행하는 프로그램이다. 실행은 앞의 강좌에서 소개했던 것과 같은 방식으로 하면 된다.

 > python ex09.py ex09.txt 이렇게 실행한 결과는 다음과 같다.

Here's your file 'ex09.txt':
April

Still an irritating wind;
Vestiges of stubborn grey
Jibing us of recent winter blight.

It’s coming though  like perky breasts
Pushing through a blouse
Teasing, pleasing in it’s tantalising play:

Warmth of youth in April sun
Simmering off depression,
Brains retuned; remapped for fun.

April is a portal
Smoothly transitions
Delicate dispositions ? suchlike mine,

Easing hunched bodies into
Summery smiles.
Type the filename again:
> ex09.py
from sys import argv

script, filename = argv

txt = open(filename)

print "Here's your file %r:" % filename
print txt.read()

print "Type the filename again:"
file_again = raw_input('> ')

txt_again = open(file_again)
print txt_again.read()

자 이제 코드를 좀 살펴보자.

1) 3행을 보면 파일 이름을 argv로부터 읽어온다.

2) 5행에서는 이 파일 이름을 사용하여 해당 파일을 연다. 파일 이름만 전달 받았으므로 파이썬 코드 파일과 같은 폴더 내의 파일을 탐색하게 된다. 그리고 파일을 열어서 그 핸들러는 txt라는 이름의 변수에 대입된다.

3) txt는 곧 파일 핸들러라고 했다. 파일 핸들러는 여러 기능 모듈을 가지고 있는데 그 중 하나가 read() 이다. 이 모듈은 파일의 내용을 전부 읽어들이는 일을 한다.

이 때 txt 모듈의 read() 를 실행하기 위해서는 구두점(.)으로 이를 연결해준다. 즉 txt.read() 는 txt 모듈의 read라는 기능 모듈을 실행한다는 뜻이다. 실행이 가능한 모듈은 주로 ()가 뒤에 붙는데, 이렇게 실행이되는 모듈을 특별히 ‘함수’ 혹은 ‘메소드’라고 한다.

txt.read() 모듈은 파일 전체의 내용을 읽어 이를 돌려준다. 8행은 이 결과를 모두 출력하게 된다.

4) 10행에서는 다른 파일 이름을 다시 물어본다. 나는 ex09.py를 입력했다. 파이썬 스크립트 소스 자체도 텍스트 파일이다. 단지 관습적으로 .py 라는 확장자를 썼을 뿐이다.

5) 주목할 것은 마지막의 14행이다. txt_again은 파일을 열고 그 핸들러를 대입하게 된다. 즉 txt_again이 파일의 핸들러이고, open() 이 실행된 결과와 동일하다. 즉 open()의 결과가 파일 핸들러라는 이야기다. 따라서 13, 14행은 다음의 한 행으로 합칠 수 있다.

print open(file_again).read()

파일에 쓰기

ex09.py는 파이썬에서 다른 텍스트 파일의 내용을 읽어와서 사용할 수 있음을 보여주었다. 주소록 정리라든지, 성적 계산, 혹은 이름-이메일 정보를 가진 주소록을 가져와서 받는 사람 주소에 맞게 사람 이름이 들어가는 이메일을 보내는 프로그램 등을 만들 수 있을 것이다.

이번에는 내용을 파일에 기록하는 작업에 대해 살펴보자. 지금까지는 open() 명령에서 모드를 따로 지정하지 않았다. 모드를 따로 지정하지 않은 open()은 기본적으로 “텍스트 파일”을 “읽기”모드로 열게 된다. 파일을 기록하기 위해서는 파일을 w 모드로 열면 된다. w 모드로 파일을 여는 것은 사실 새로운 파일을 만들고 그곳에 내용을 기록하는 것을 의미한다. 따라서 파일 이름이 기존에 있던 내용이면, 그 파일을 덮어쓰게(overwrite) 된다는 점을 참고하자.

ex10.py는 사용자로부터 3줄의 텍스트를 입력받아 이를 파일에 기록해주는 프로그램이다.

from sys import argv

script, filename = argv

print "We're going to erase %r." % filename
print "If you don't want that,hit Ctrl-C(^C)."
print "If you do want that, hit RETURN."

raw_input('?')

print "Opening the file..."
target = open(filename, 'w')

    print "Truncating the file. Goodbye!"
target.truncate()

    print "Now I'm going to ask you for three lines."

    line1 = raw_input("Line 1:")
    line2 = raw_input("Line 2:")
    line3 = raw_input("Line 3:")

    print "I'm going to write these to the file."

target.write(line1)
    target.write('\n')
target.write(line2)
    target.write('\n')
target.write(line3)
    target.write('\n')

target.close()

코드를 보면 알겠지만, 텍스트 파일의 이름을 파라미터로 받고 있다. 따라서 콘솔에서 파일을 실행할 때 텍스트 파일의 이름을 준다. 이 코드에는 파일의 내용을 지우는 truncate() 명령이 포함되어 있는데, 위에서 작성했던 ex09.txt 파일을 변경하도록 해보자. 결과는 아래와 같고, 하이라이트 된 라인은 실제 프롬프트에서 명령을 입력한 라인이다.

c:\Apps\textfiles>c:\Python27\python ex10.py ex09.txt
We're going to erase 'ex09.txt'.
If you don't want that,hit Ctrl-C(^C).
If you do want that, hit RETURN.
?
Opening the file...
Truncating the file. Goodbye!
Now I'm going to ask you for three lines.
Line 1:ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
Line 2:abcdefghijklmnopqrstuvwxyz
Line 3:0123456789
I'm going to write these to the file.

c:\Apps\textfiles>type ex09.txt
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
abcdefghijklmnopqrstuvwxyz
0123456789

텍스트 파일의 이름을 파라미터로 주고 프로그램을 실행하면 먼저 기존 파일의 삭제 여부를 묻게 된다. 엔터를 누르면 계속 진행을 하게 되고 파일을 지운다. 그런 다음 세 줄의 텍스트를 입력 받고, 이를 파일에 기록하게 된다.type 명령 (터미널에서는 cat 명령)으로 파일의 내용을 살펴보면 입력한 내용으로 해당 파일의 내용이 바뀌어 있음을 볼 수 있다.

코드의 내용을 분석해보도록 하자.

1) 파일의 이름을 filename 이라는 변수에 대입해준다. 이 파일 이름은 파라미터로 전달받은 값이다.

2) 5~7 행에서는 파일의 이름을 표시하고, 취소할 기회를 준다. 이때 ^C (ctrl+c)를 누르면 프로그램의 실행이 취소되고, 엔터를 누르면 다음으로 진행하게 된다.

3) 11~15행에서 해당 파일을 “쓰기 모드”로 열고 내용을 모두 지운다. 파일핸들러의 truncate() 명령은 내용을 모두 지우는 기능을 수행한다. 사실 “w”를 사용해 쓰기 모드로 파일을 열고 다른 내용을 기록하면 이전의 내용은 모두 지워지게 된다. 따라서 15행은 실질적으로는 필요 없는 셈이다. (15행을 주석 처리하고 한 번 실행해보라.)

4) 17~21행에서 다시 각 라인을 입력 받아 line1, line2, line3에 각각 입력 받은 내용을 추가한다.

5) 25~30 행에서는 파일 핸들러 targetwrite() 기능을 이용해서 각각의 문자열을 파일에 쓴다. 이 때 각 line1, line2, line3 은 줄바꿈 문자를 포함하고 있지 않으므로 이를 추가해 준다. 물론 이는 target.write(line1+"\n") 과 같이 써서 줄바꿈 문자를 더한 문자열을 파일에 써도 된다.

6) 끝으로 파일을 닫는다.

물론 하나의 프로그램에서 파일을 2개 이상 동시에 여는 것도 가능하다. 각각의 열린 파일은 핸들러로 조작할 수 있으므로 2개의 핸들러를 open 명령으로 만들어주면 된다.

파일 복사 프로그램

이 글의 서두에서 언급한 파일 복사하는 프로그램을 작성해 보겠다. 사실은 무척이나 단순하다. 이 프로그램은 1) 파라미터로 원본 파일과 복사할 위치를 입력받는다. 2) 원본 파일의 길이(몇 바이트나 되는지)를 알려주고, 3)복사할 위치에 이미 파일이 존재하는지를 알려준다. 그런 다음 4) 원본 파일의 내용을 읽어와서 사본 파일에 쓴다. 5) 두 파일을 닫는다.

ex11.py

이상의 내용을 코딩한 ex11.py의 내용은 다음과 같다.

#-*-coding:utf-8
from sys import argv
from os.path import exists

script, from_file, to_file = argv

print "Copying from %s to %s" % (from_file, to_file)

    input = open(from_file)
indata = input.read()
    print "The input file is %d bytes long." % len(indata)

    print "Does the output file exists? %r" % exists(to_file)
    print "Reday, hit RETURN to continue, CTRL-C to abort."
raw_input()

    output = open(to_file, 'w')
output.write(indata)

    print "Alright, all done."

    output.close()
input.close()

실행 결과는 다음과 같다. 이미 만들어져있는 그리고 만만한 ex09.txt를 다른 파일로 복사해보도록 하겠다.

c:\Apps\textfiles>c:\Python27\python.exe ex11.py ex09.txt ex09.bak
Copying from ex09.txt to ex09.bak
The input file is 65 bytes long.
Does the output file exists? False
Reday, hit RETURN to continue, CTRL-C to abort.

Alright, all done.

c:\Apps\textfiles>type ex09.bak
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
abcdefghijklmnopqrstuvwxyz
0123456789

코드 내용 분석을 보자. 무척이나 단순하고 간단한데, 못 보던 기능을 발견했다. 바로 os.pathexists 라는 명령이다.

1) os.path 로부터 exists라는 함수를 반입해온다. os 는 파이썬 프로그램이 실행되는 컴퓨터의 운영체제와 관련된 모듈들의 집합이다. 그리고 그 중에는 path라는 모듈이 있는데, 이 모듈은 디스크 내의 경로, 파일 등과 관련된 기능들이 모여있다. exists 모듈은 path에 들어있는 하위 객체인데, 주어진 경로에 파일이 이미 존재하는지를 검사하여 존재한다면 True를 돌려주는 기능을 한다.

2) input 은 원본 파일을 열어서 그 핸들러를 얻는다. input의 read() 명령을 통해 파일의 전체 내용을 읽어 indata에 대입한다.

3) 13~15는 파일의 길이를 알려주고, 복사본 위치를 찾아 거기에 이미 파일이 있는지를 알려준다. 엔터를 입력하면 raw_input() 뒤의 코드가 계속 실행된다.

4) 'w' 모드로 복사본 파일을 연다. 그런 다음, indata를 쓴다.

5) 끝으로 두 파일을 닫으면 된다.

위의 실행 결과에서 알수 있듯이, 파라미터로 준 파일을 보면 내용이 복사되어 있음을 알 수 있다.

사실 파일 입출력은 쉬운 내용은 아니다. ‘핸들러’라는 눈에 보이지도 않는 추상적인 개념을 도구로 다루기 때문이다. 하지만 이런 추상적인 개념은 사실 이해하기보다는 익숙해지면 쉽게 느끼게 된다. (우리가 흔히 하는 덧셈, 뺄셈도 분명 그 원리는 우리가 알고 있지만 엄밀하게는 익숙하게 느끼기 때문에 쉽게 생각할 수 있는 것이다.)

파일 입출력에 대해 간단히 알아보았다. 이로써 기본적인 입력과 출력을 처리할 수 있는 방법에 대해서는 기본기를 파악했으니, 다음 시간부터 실제 프로그램을 움직이는 흐름인 로직에 대해 살펴보기로 하겠다.