Открытие файла

Для каждого файла, с которым необходимо производить операции ввода-вывода, нужно связать специальный объект - поток. Открытие файла осуществляется функцией open, которой нужно передать два параметра. Первый параметр (можно также использовать именованный параметр file) имеет значение типа str, в котором записано имя открываемого файла. Второй параметр (можно также использовать именованный параметр mode) — это значение типа str, которое равно "r", если файл открывается для чтения данных (read), "w", если на запись (write), при этом содержимое файла очищается, и "a" — для добавления данных в конец файла (append). Если второй параметр не задан, то считается, что файл открывается в режиме чтения.

Функция open возвращает ссылку на файловый объект, которую нужно записать в переменную, чтобы потом через данный объект использовать методы ввода-вывода. Например: 

input_file = open('input.txt', 'r')
output_file = open('output.txt', 'w')

Чтение данных из файла

Для файла, открытого на чтение данных, можно вызывать следующие методы, позволяющие читать данные из файла.

Метод readline() считывает одну строку из файла (до символа конца строки '\n', возвращается считанная строка вместе с символом '\n'. Если считывание не было успешно (достигнут конец файла), то возвращается пустая строка. Для удаления символа '\n' из конца файла удобно использовать метод строки rstrip(). Например: s = s.rstrip().

Метод readlines() считывает все строки из файла и возвращает список из всех считанных строк (одна строка — один элемент списка). При этом символы '\n' остаются в концах строк.

Метод read() считывает все содержимое из файла и возвращает строку, которая может содержать символы '\n'. Если методу read передать целочисленный параметр, то будет считано не более заданного количества символов. Например, считывать файл побайтово можно при помощи метода read(1).

Вывод данных в файл

Данные выводятся в файл при помощи метода write, которому в качестве параметра передается одна строка. Этот метод не выводит символ конца строки '\n' (как это делает функция print при стандартном выводе), поэтому для перехода на новую строку в файле необходимо явно вывести символ '\n'.

Также можно выводить данные в файл при помощи функции print, если передать ей еще один именованный параметр file, равный ссылке на открытый файл. Например: 

output_file = open('output.txt', 'w')
print(a, b, c, file=output_file)

Закрытие файла

После окончания работы с файлом необходимо закрыть его при помощи метода close().

Следующая программа считывает все содержимое файла input.txt, записывает его в переменную s, а затем выводит ее в файл output.txt. 

input_file = open('input.txt', 'r')
output_file = open('output.txt', 'w')
s = input_file.read()
output_file.write(s)
input_file.close()
output_file.close()

Так можно читать файл построчно: 

input_file = open('input.txt', 'r')
output_file = open('output.txt', 'w')
line = input_file.readline()
while line:
    output_file.write(line)
    line = input_file.readline()
input_file.close()
output_file.close()

Существует и другой способ обработать файл построчно, более удобный: 

input_file = open('input.txt', 'r')
output_file = open('output.txt', 'w')
for line in input_file:
    output_file.write(line)
input_file.close()
output_file.close()

А вот аналогичная программа, но читающая данные уже посимвольно: 

input_file = open('input.txt', 'r')
output_file = open('output.txt', 'w')
c = input_file.read(1)
while c:
    output_file.write(c)
    c = input_file.read(1)
input_file.close()
output_file.close()

Более корректный способ работы с файлами

Если часть кода, в которой происходит работа с файлом невелика, то вместо open() -> close() лучше использовать конструкцию c with open ... as ...:: 

with open('input.txt') as input_file:
    data = input_file.read()
data = data.replace('foo', 'boo')
with open('output.txt', 'w') as output_file:
    output_file.write(data)

Эта конструкция гарантирует, что файл будет закрыт. Даже если программа упадёт с ошибкой. В ситуации с open() -> close() при падении программы до close() файл остаётся открытым и заблокированным. Это может помешать попытке открыть его ещё раз.

За один with можно открывать несколько файлов: 

with open('input.txt') as input_file, open('output.txt', 'w') as output_file:
    data = input_file.read()
    data = data.replace('foo', 'boo')
    output_file.write(data)

Hints

① Если обработка файла простая, то можно не растягивать её на много строчек: 

data = open('input.txt').read().split()[-1]

② Если в файле есть русские буквы (и вообще любой символ с кодом, большим 127), то необходимо при открытии указывать кодировку: 

data = open('input.txt', 'r', encoding='utf-8')

③ Если функции sorted или методу sort передать на вход параметр key=some_func, то перед сравненим двух элементов списка к ним будет применяться функция some_func. Это позволяет, например, сортировать сначала по третьему элементу, а потом по первому в обратном порядке: 

def some_func(item):
    return (item[2], -item[0])
sorted_array = array.sort(key=some_func)

④ У функций min и max также есть необязательный параметр key, который позволяет найти менее тривиальный максимум. 

strange_max = max(some_list, key=some_func)

⑤ В языке Python специально для тех случаев, когда совсем простую функцию нужно передать куда-нибудь в виде параметра, предусмотрены lambda выражения. Например, если в функцию sorted в качестве key хочется передать функцию следующего содержания 

def some_func(набор_параметров):
    return некоторое_выражение
то её можно заменить на lambda-выражение 
lambda набор_параметров: некоторое_выражение
Примеры: 
shop.sort(key=lambda x: (x[0], -x[1]))
''.join(map(lambda x: str(x).rjust(2), my_list_with_numbers))

Упражнения

Ввод-вывод в этом листке

Входные данные для всех задач записаны в файле input.txt, результат работы нужно вывести в файл output.txt. Для тестирования на своём компьютере нужно создать два текстовых файла input.txt и output.txt рядом вашей программой, в input.txt сохранять тест, запускать прогрограмму и смотреть результат в output.txt.

A: A + B

Во входном файле записано два целых числа, каждое в отдельной строке. Выведите в выходной файл их сумму.

2 2
4

B: Сумма нескольких чисел

Во входном файле записано любое количество чисел, каждое в отдельной строке. Выведите их сумму.

1 2 3
6

C: Максимальный балл по классам

В олимпиаде по информатике принимало участие несколько человек. Информация о результатах олимпиады записана в файле, каждая строка которого имеет вид:
фамилия имя класс балл.

Фамилия и имя — текстовые строки, не содержащие пробелов. Класс - одно из трех чисел 9, 10, 11. Балл - целое число от 0 до 100.

Победителем олимпиады становится человек, набравший больше всех баллов. Победители определяются независимо по каждому классу.

Определите количество баллов, которое набрал победитель в каждом классе. Гарантируется, что в каждом классе был хотя бы один участник.

Выведите три числа: баллы победителя олимпиады по 9 классу, по 10 классу, по 11 классу.

В этой задаче файл необходимо считывать построчно, не сохраняя содержимое файла в памяти целиком.

Решения, содержащие разбор трех случаев типа 

if form == 9:

elif form == 10:

else:

приниматься не будут.

Иванов Сергей 9 90 Сергеев Петр 10 91 Петров Василий 11 92 Васильев Иван 9 93
93 91 92

D: Средний балл по классам

В условиях предыдущей задачи определите и выведите средние баллы участников олимпиады в 9 классе, в 10 классе, в 11 классе.

Иванов Сергей 9 90 Сергеев Петр 10 91 Петров Василий 11 92 Васильев Иван 9 93
91.5 91 92

E: Количество победителей по классам

В условиях предыдущей задачи определите количество школьников, ставших победителями в каждом классе. Победителями объявляются все, кто набрал наибольшее число баллов по данному классу. Гарантируется, что в каждом классе был хотя бы один участник.

Выведите три числа: количество победителей олимпиады по 9 классу, по 10 классу, по 11 классу.

Иванов Сергей 9 80 Сергеев Петр 10 80 Петров Василий 11 81 Васильев Андрей 9 81 Андреев Александр 10 80 Александров Роман 9 81 Романов Иван 11 80
2 2 1

F: Победитель олимпиады

Зачет в олимпиаде проводится без деления на классы. Выведите фамилию и имя победителя олимпиады. Если таких несколько - выведите только их количество.

Иванов Сергей 9 90 Сергеев Петр 10 95 Петров Иван 11 85
Сергеев Петр
Иванов Сергей 9 90 Сергеев Петр 10 85 Петров Иван 11 90
2

G: Максимальный балл не-победителя

Зачет проводится отдельно в каждом классе. Победителями олимпиады становятся школьники, которые набрали наибольший балл среди всех участников в данном классе.

Для каждого класса определите максимальный балл, который набрал школьник, не ставший победителем в данном классе.

Выведите три целых числа.

Иванов Сергей 9 80 Сергеев Петр 10 82 Петров Василий 11 82 Васильев Андрей 9 81 Андреев Александр 10 81 Александров Роман 9 81 Романов Иван 11 83
80 81 82

H: Максимальный балл призера и их количество

Результаты олимпиады подводятся без деления на классы. Победителем олимпиады становятся те, кто набрал больше всего баллов. Призерами олимпиады становятся участники, следующие за победителями.

Определите наибольший балл, который набрали призеры олимпиады и количество участников олимпиады, набравших такой балл. Выведите два числа: наибольший балл призера и количество участников, имеющий такой балл.

Иванов Сергей 9 92 Сергеев Петр 10 91 Петров Василий 11 92 Васильев Иван 9 93
92 2

I: Имя наилучшего не-победителя

В условиях предыдущей задачи выведите фамилию и имя участника олимпиады, набравшего наибольший балл, но не ставшего победителем. Если таких школьников несколько - выведите их количество.

Иванов Сергей 9 93 Сергеев Петр 10 91 Петров Василий 11 92 Васильев Иван 9 93
Петров Василий
Иванов Сергей 9 92 Сергеев Петр 10 91 Петров Василий 11 92 Васильев Иван 9 93
2

J: Школы с наибольшим числом участников олимпиады

В олимпиаде по информатике принимало участие N человек. Информация о результатах олимпиады записана в файле, каждая из строк которого имеет вид:
фамилия имя школа балл

Фамилия и имя — текстовые строки, не содержащие пробелов. Школа — целое число от 1 до 999. Балл — целое число от 0 до 100.

Определите школы, из которых в олимпиаде принимало участие больше всего участников. Выведите номера этих школ в порядке возрастания.

В этой задаче необходимо считывать данные построчно, не сохраняя в памяти данные обо всех участниках, а только подсчитывая число участников для каждой школы.

Иванов Сергей 14 56 Сергеев Петр 23 74 Петров Василий 3 99 Васильев Андрей 3 56 Андреев Роман 14 75 Романов Иван 27 68
3 14

K: Школы с наименьшим числом участников олимпиады

В условиях предыдущей задачи определите школы, из которых в олимпиаде принимало участие меньше всего участников (но был хотя бы один участник). Выведите номера этих школ в порядке возрастания.

Иванов Сергей 14 56 Сергеев Петр 23 74 Петров Василий 3 99 Васильев Андрей 3 56 Андреев Роман 14 75 Романов Иван 27 68
23 27

L: Отсортировать список участников по алфавиту

Известно, что фамилии-имена всех участников — различны. Сохраните в массивах список всех участников и выведите его, отсортировав по фамилии и имени в лексикографическом порядке.

При выводе указываете фамилию, имя участника и его балл.

Иванов Сергей 14 56 Сергеев Петр 23 74 Петров Василий 3 99 Васильев Андрей 3 56 Андреев Роман 14 75 Романов Иван 27 68
Андреев Роман 75 Васильев Андрей 56 Иванов Сергей 56 Петров Василий 99 Романов Иван 68 Сергеев Петр 74

M: Отсортировать список участников по баллам

Отсортируйте список участников олимпиады:

  1. По убыванию набранного балла.
  2. При равных значения балла - по фамилии в лексикографическом порядке.
  3. При совпадающих баллах и фамилии - по имени в лексикографическом порядке.

Выведите список в таком же виде, как в предыдущей задаче.

В этой задаче высокие требования к скорости работы. Старайтесь делать меньше операций со списками. Кстати, для вывода метод write работает заметно быстрее функции print, хотя и пользоваться им немного менее удобно.

Иванов Сергей 14 75 Сергеев Петр 23 74 Сергеев Андрей 3 99 Петров Василий 3 99 Иванов Роман 14 75 Иванов Иван 27 76
Петров Василий 99 Сергеев Андрей 99 Иванов Иван 76 Иванов Роман 75 Иванов Сергей 75 Сергеев Петр 74

N: Школы, в которых есть победители олимпиады

В условиях предыдущей задачи выведите в порядке возрастания номера школ, в которых есть хотя бы один победитель олимпиады.

Иванов Сергей 13 80 Сергеев Петр 26 70 Сергеев Андрей 35 80 Петров Василий 13 80 Иванов Роман 35 70 Иванов Иван 26 70
13 35

O: Школы с высоким средним баллом

В условиях предыдущей задачи выведите в порядке возрастания номера школ, средний балл учащихся которых выше, чем средний балл всех участников олимпиады (то есть необходимо вычислить средний балл для каждой школы и средний балл по всем участникам).

Иванов Сергей 13 45 Сергеев Петр 13 45 Сергеев Андрей 20 55 Петров Василий 20 55 Иванов Роман 70 40 Иванов Иван 70 60
20

P: Школы с наибольшим средним баллом

В условиях предыдущей задачи выведите в порядке возрастания номера школ, средний балл учащихся которых максимален (то есть необходимо вычислить средний балл для каждой школы и вывести те школы, средний балл для которых максимален).

Иванов Сергей 13 45 Сергеев Петр 13 45 Сергеев Андрей 20 55 Петров Василий 20 55 Иванов Роман 70 40 Иванов Иван 70 60
20

Q: Список школ упорядоченный по числу участников

В условиях предыдущей задачи выведите номера школ, из которых был хотя бы один участник олимпиады, в порядке убывания количества участников олимпиады из этих школ. Если из двух школ было одинаковое число участников, то их номера выводятся в порядке возрастания номера школы.

Иванов Сергей 13 45 Сергеев Петр 70 45 Сергеев Андрей 20 55 Петров Василий 14 55 Иванов Роман 13 40 Иванов Иван 70 60
13 70 14 20

R: Список школ упорядоченный по среднему баллу участников

В условиях предыдущей задачи выведите номера школ, из которых был хотя бы один участник олимпиады, в порядке убывания среднего балла участников олимпиады из этих школ. Если для двух школ средний балл участников совпадает, то их номера выводятся в порядке возрастания номера школы.

Иванов Сергей 13 45 Сергеев Петр 13 45 Сергеев Андрей 20 55 Петров Василий 20 55 Иванов Роман 70 40 Иванов Иван 70 60
20 70 13

S: Школы с наибольшим числом победителей

В условиях предыдущей задачи выведите в порядке возрастания номера школ, из которых наибольшее количество участников стало победителями олимпиады.

Иванов Сергей 13 70 Сергеев Петр 13 60 Сергеев Андрей 20 70 Петров Василий 20 70 Иванов Роман 70 60 Иванов Иван 70 60
20