Hướng dẫn 8 cách sử dụng hàm open() trong Python

3. Sao chép tệp bằng cách đọc và ghi

Nhiều thư viện Python cung cấp các cách để sao chép một tệp, vì vậy ví dụ này chỉ mang tính chất minh họa. Nó thể hiện cách sử dụng đối số thứ hai của open, đó là chế độ (mode). Đối số này cho open biết bạn định sử dụng tệp như thế nào. Bạn có thể sử dụng bất kỳ sự kết hợp hợp lệ nào của các ký tự này:

Chế độ mặc định là rt—đọc một tệp văn bản—đó là lý do tại sao ví dụ đầu tiên trong bài viết này hoạt động như bạn mong đợi. Để sao chép tệp bạn đọc, bạn sẽ cần mở một tệp thứ hai bằng chế độ w để ghi. Bạn cũng sẽ cần sử dụng chế độ b cho cả hai tệp để đảm bảo các thao tác đọc và ghi tôn trọng dữ liệu nhị phân.

source = "./image.jpg"
target = "./a-copy-of-image.jpg"

with open(source, "rb") as src, open(target, "wb") as tgt:
    buffer = src.read()
    tgt.write(buffer)

Khối with hoạt động trên cả hai tệp, vì vậy nó sẽ tự động đóng chúng khi hoàn thành.

Mặc dù hàm open của Python cung cấp cho bạn quyền truy cập cấp thấp vào nội dung của một tệp, module os lại cung cấp nhiều hàm cấp cao hơn để thao tác trên các tệp và hệ thống tệp.

4. Tạo một tệp văn bản mới

Bạn cũng có thể sử dụng đối số mode để tạo một tệp mới, nhưng bảo vệ bất kỳ tệp cùng tên nào có thể đã tồn tại:

open(filename, "x")

Nếu một tệp cùng tên đã tồn tại, lệnh gọi open này sẽ ném ra ngoại lệ FileExistsError. Đây là một biện pháp phòng vệ tốt, giúp bạn không cần phải kiểm tra rõ ràng sự tồn tại của tệp:

# Cảnh báo: không nên làm điều này!

import os.path

filename = "example.txt"

if os.path.isfile(filename):
    print("Xin lỗi, tệp đã tồn tại")
else:
    with open(filename, "w") as f:
        # ...

Bên cạnh việc phải viết ít mã hơn một chút, còn có một lý do tốt hơn để sử dụng chế độ "x": nó tránh điều kiện tranh chấp (race condition). Hãy xem xét ví dụ trên, có một câu lệnh kiểm tra xem tệp có tồn tại hay không (if os.path.isfile(filename)) theo sau là một câu lệnh khác mở tệp để ghi (with open(filename, "w") as f). Nếu một quy trình khác làm gì đó với tệp đó ở giữa hai câu lệnh này, thảm họa có thể xảy ra.

Mở tệp ở chế độ tạo mới ("x") có thể ngăn chặn thảm họa vì chỉ một câu lệnh chịu trách nhiệm kiểm tra tệp và mở nó. Hoặc nó thất bại, và tệp hiện có được bảo vệ, hoặc nó thành công, và không có quy trình nào khác có thể tạo một tệp cùng tên trong thời gian đó.

5. Ghi vào tệp Log bằng cách ghi tiếp vào cuối

Theo mặc định, một tệp mà bạn mở ở chế độ ghi ("w") sẽ bị cắt ngắn (truncated) trước, vì vậy nội dung của nó sẽ bị ghi đè. Để ghi tiếp vào cuối tệp, bạn có thể sử dụng chế độ ghi tiếp (append mode):

log = open("file.log", "a")

Lại nói, việc ghi log trong Python được xử lý tốt hơn bằng module logging, module này sẽ lo các chi tiết phức tạp. Tuy nhiên, như một ví dụ, bạn có thể ghi vào tệp log bằng mã tương tự như sau:

def startup():
    print("Just a dummy")

def main():
    print("Doing the main thing")
    return 42

def log(msg):
    logfile.write(msg + "\n")

logfile = open("file.log", "w")

log("starting startup")
startup()
log("startup finished")

log("starting main")
ret = main()
log("main finished: " + str(ret))

logfile.close()

6. Sử dụng đệm để kiểm soát việc lưu tệp

Để tránh liên tục mở và lưu cùng một tệp, ví dụ ghi log sử dụng một biến toàn cục và một con trỏ tệp (file handle) tồn tại lâu. Điều này có vẻ ổn trong một ví dụ đơn giản, nhưng trong một tình huống thực tế, chương trình của bạn có thể chạy vô thời hạn và bạn có thể muốn kiểm tra tệp log đó bất cứ lúc nào. Nếu bạn làm vậy, bạn có thể ngạc nhiên:

while True:
    log(random.random())
    input("Press Enter to continue")

Đoạn mã này mô phỏng việc ghi log định kỳ từ một quy trình chạy dài. Bạn có thể kiểm soát việc ghi log bằng cách nhấn Enter khi bạn muốn ghi thêm một dòng nữa. Tuy nhiên, nếu bạn chạy nó, bạn sẽ nhận thấy một lỗi lớn: nếu bạn nhấn Enter vài lần và kiểm tra tệp log, bạn sẽ thấy không có gì được ghi vào đó!

Lệnh tail—cụ thể là tail -f—có thể giúp bạn theo dõi các thay đổi đối với tệp log theo thời gian thực.

Nếu bạn nhấn Enter đủ lần, cuối cùng bạn sẽ thấy một số kết quả vì đầu ra đã vượt quá kích thước bộ đệm mặc định của Python. Trên hệ thống của tôi, kích thước này là 8192 bytes, phải mất một thời gian dài mới tích lũy đủ.

May mắn thay, đối với những trường hợp như thế này, có đối số buffering, cho phép bạn xác định chính sách đệm. Trong trường hợp tệp log, một cách tiếp cận tuyệt vời là đệm theo dòng (line buffering).

Hãy thử chạy ví dụ trước với một chỉnh sửa nhỏ:

logfile = open("file.log", "w", 1)

Đối số thứ ba, 1, chỉ định đệm theo dòng. Khi được bật, bạn sẽ thấy tệp log cập nhật mỗi khi hàm log() chạy vì nó bao gồm ký tự xuống dòng ở cuối khi ghi vào tệp.

7. Chỉ định mã hóa để hỗ trợ UTF-8 đúng cách

Mã hóa ký tự là một chủ đề phức tạp, nhưng sự thống trị của UTF-8 ngày nay có nghĩa là bạn hiếm khi cần phải lo lắng về nó. Tuy nhiên, một số hệ thống cũ có thể sử dụng các mã hóa khác, và bạn không bao giờ biết điều gì có thể phát sinh trong tương lai. Sai sót về mã hóa có thể gây ra những vấn đề lớn.

UTF-16 là một thay thế cho UTF-8, hiệu quả hơn đối với một số loại văn bản nhất định. Hầu hết văn bản viết bằng tiếng Anh phù hợp hơn với UTF-8, nhưng văn bản bằng các ngôn ngữ khác, hoặc các bộ sưu tập ký hiệu—như một tệp chứa đầy emoji—sẽ nhỏ hơn nếu chúng được lưu trữ dưới dạng UTF-16.

Nếu bạn cố gắng mở một tệp UTF-16 bằng cách tiếp cận open tiêu chuẩn, bạn sẽ thấy một lỗi:

Hàm open—với một vài lưu ý—mặc định mong đợi mã hóa UTF-8, vì vậy bạn sẽ cần phải chỉ định mã hóa để mở tệp UTF-16:

f = open("../utf16-file.txt", encoding="utf-16")

Bằng cách sử dụng đối số được đặt tên, bạn có thể giữ nguyên đối số mode và buffering theo mặc định của chúng. Ngoài ra, bạn có thể cung cấp các giá trị mặc định (hoặc tùy chỉnh) cho chúng:

f = open("../utf16-file.txt", "r", -1, "utf-16")

Ngay cả khi bạn đang mở một tệp UTF-8, bạn nên khai báo rõ ràng mã hóa bằng đối số này. Một số hệ điều hành (ví dụ: Windows) có thể sử dụng mã hóa không phải UTF-8, vì vậy không nên dựa vào giá trị mặc định.

8. Xử lý các tệp bị lỗi định dạng bằng tham số errors

Mặc dù bạn nên cẩn thận chỉ định mã hóa, nhưng điều đó không phải lúc nào cũng khả thi. Tuy nhiên, hàm open không nhất thiết phải thất bại trong trường hợp xảy ra lỗi mã hóa; bạn có thể sử dụng đối số errors để chọn hành vi của nó từ một số tùy chọn.

Giá trị mặc định là 'strict', sẽ ném ra một ngoại lệ, nhưng bạn có thể hoàn toàn bỏ qua những lỗi đó với 'ignore':

f = open("../utf16-file.txt", errors='ignore')

Hạn chế là giờ đây bạn có thể đang xử lý dữ liệu bị hỏng mà không hề hay biết. Việc bạn có thể đối phó với điều này hay không sẽ phụ thuộc vào bản chất dữ liệu của bạn.

Một thay thế phổ biến là thay thế các ký tự không hợp lệ bằng một ký tự cho biết chúng bị thiếu, thường là dấu hỏi. Bạn có thể đã thấy hành vi này trên một số trang web thỉnh thoảng không chỉ định mã hóa đúng cách. Giá trị 'replace' cho đối số errors sẽ làm chính xác điều này.

Cuối cùng, giá trị 'backslashreplace' sẽ thay thế mỗi ký tự bị lỗi định dạng bằng chuỗi thoát (escape sequence) dấu gạch chéo ngược tương đương của nó trong Python. Điều này có thể giúp bạn gỡ lỗi nguyên nhân gốc rễ của vấn đề, vì vậy nó có thể hữu ích cho việc thử nghiệm hoặc là một phần của bộ công cụ phát triển.

9. Kết luận

Hàm open() trong Python là một công cụ mạnh mẽ và linh hoạt, mở ra vô số cách để xử lý tệp tin, từ đọc, ghi dữ liệu đến quản lý tài nguyên hiệu quả với 8 cách sử dụng được hướng dẫn chi tiết. Dù bạn là lập trình viên mới bắt đầu hay đã có kinh nghiệm, việc nắm vững các kỹ thuật này sẽ giúp bạn thao tác với tệp tin một cách chuyên nghiệp, tối ưu hóa mã nguồn và nâng cao hiệu quả dự án. Hy vọng bài viết này đã trang bị cho bạn kiến thức cần thiết để tự tin sử dụng hàm open() và khám phá thêm tiềm năng của Python trong lập trình!

Xem thêm: Hướng dẫn cách hiển thị thời gian trong trung tâm thông báo trên Windows 11

Nếu bạn cần laptop hoặc PC cấu hình mạnh để lập trình Python mượt mà hoặc muốn nâng cấp setup với các phụ kiện công nghệ chất lượng cao, hãy ghé qua COHOTECH – địa chỉ uy tín cung cấp thiết bị công nghệ và dịch vụ hỗ trợ kỹ thuật chuyên nghiệp. Đội ngũ COHOTECH cam kết mang đến giải pháp tối ưu và những ưu đãi hấp dẫn để bạn chinh phục mọi thử thách lập trình. Theo dõi chúng tôi để khám phá thêm nhiều mẹo công nghệ và sản phẩm độc quyền!

Bạn đã áp dụng cách nào của hàm open() trong Python vào dự án của mình chưa? Hãy chia sẻ kinh nghiệm hoặc đặt câu hỏi trong phần bình luận bên dưới nhé! Nếu bài viết này hữu ích, đừng quên like, share và lan tỏa đến bạn bè để cùng làm chủ Python hiệu quả hơn. Cảm ơn bạn đã đọc và hẹn gặp lại!