파이썬 파일 입출력 완벽 가이드 open, read, write 함수 활용법

안녕하세요, 코딩하는곰입니다! 오늘은 파이썬에서 파일을 다루는 기본이자 핵심인 파일 입출력에 대해 깊이 있게 알아보겠습니다. 파일 읽기와 쓰기는 프로그래밍에서 가장 기본적이면서도 중요한 기능 중 하나인데요, 데이터 분석, 로그 기록, 설정 파일 관리 등 다양한 분야에서 필수적으로 사용됩니다. 이번 포스팅에서는 open(), read(), write() 함수를 중심으로 파이썬 파일 처리의 모든 것을 배워보겠습니다.

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파일 입출력의 기본: open() 함수 이해하기

파이썬에서 파일을 다루기 위해서는 가장 먼저 open() 함수를 사용해야 합니다. open() 함수는 파일 객체를 생성하며, 파일을 읽거나 쓸 수 있는 인터페이스를 제공합니다.

open() 함수의 기본 구문

file_object = open(file_path, mode='r', encoding=None)

• file_path: 열고자 하는 파일의 경로 (문자열)
• mode: 파일을 열 모드를 지정 (기본값은 ‘r’ - 읽기 모드)
• encoding: 파일의 인코딩 방식을 지정 (기본값은 None)

주요 파일 열기 모드 종류

파일 열기 실전 예제

# 기본적인 파일 열기
file = open('example.txt', 'r')  # 읽기 모드
file = open('example.txt', 'w')  # 쓰기 모드
file = open('example.txt', 'a')  # 추가 모드
# 바이너리 파일 열기
binary_file = open('image.jpg', 'rb')  # 바이너리 읽기 모드
# 인코딩 지정하여 파일 열기
korean_file = open('korean.txt', 'r', encoding='utf-8')

파일을 열 때 가장 중요한 것은 적절한 모드 선택과 인코딩 설정입니다. 특히 한글을 다룰 때는 encoding=‘utf-8’을 명시적으로 지정하는 것이 좋습니다.

with 문을 활용한 안전한 파일 처리

일반적인 open() 사용 후에는 반드시 close()로 파일을 닫아야 하지만, with 문을 사용하면 자동으로 파일을 닫아줍니다.

# with 문을 사용한 파일 처리 (권장)
with open('example.txt', 'r') as file:
    content = file.read()
    print(content)
# 파일이 자동으로 닫힘
# 여러 파일 동시에 처리
with open('input.txt', 'r') as input_file, open('output.txt', 'w') as output_file:
    data = input_file.read()
    output_file.write(data)

with 문을 사용하면 예외 발생 시에도 파일이 안전하게 닫히므로, 메모리 누수를 방지하고 코드의 가독성을 높일 수 있습니다.

📘 코딩 튜토리얼과 가이드를 원한다면, (자바 기초) 클래스와 객체 개념 완벽 이해 - 인스턴스화와 메모리 구조까지를 참고해보세요.

파일 읽기의 모든 것: read(), readline(), readlines()

파일에서 데이터를 읽어오는 방법은 여러 가지가 있습니다. 각 방법은 사용场景에 따라 장단점이 있으니 상황에 맞게 선택하는 것이 중요합니다.

read() 함수: 전체 내용 한 번에 읽기

# 파일 전체 내용 읽기
with open('example.txt', 'r', encoding='utf-8') as file:
    content = file.read()
    print(content)
# 지정한 크기만큼만 읽기
with open('large_file.txt', 'r') as file:
    chunk = file.read(100)  # 처음 100바이트 읽기
    print(chunk)

read() 함수는 파일의 전체 내용을 하나의 문자열로 반환합니다. 파일 크기가 클 경우 메모리 문제가 발생할 수 있으므로, 대용량 파일에서는 read(size) 형태로 조각씩 읽는 것이 좋습니다.

readline() 함수: 한 줄씩 읽기

# 한 줄씩 읽기
with open('example.txt', 'r', encoding='utf-8') as file:
    line = file.readline()
    while line:
        print(line.strip())  # strip()으로 줄바꿈 문자 제거
        line = file.readline()
# 더 파이썬적인 방법
with open('example.txt', 'r', encoding='utf-8') as file:
    for line in file:
        print(line.strip())

readline()은 파일에서 한 줄씩 읽어 문자열로 반환합니다. 파일 끝에 도달하면 빈 문자열을 반환합니다.

readlines() 함수: 모든 줄을 리스트로 읽기

# 모든 줄을 리스트로 읽기
with open('example.txt', 'r', encoding='utf-8') as file:
    lines = file.readlines()
    for line in lines:
        print(f"Line: {line.strip()}")
# 리스트 컴프리헨션과 함께 사용
with open('example.txt', 'r') as file:
    lines = [line.strip() for line in file.readlines()]
    print(lines)

readlines()는 파일의 모든 줄을 리스트 형태로 반환합니다. 작은 파일에서는 편리하지만, 큰 파일에서는 메모리를 많이 사용할 수 있습니다.

다양한 파일 읽기 활용 예제

# CSV 파일 읽기 (간단한 버전)
with open('data.csv', 'r') as file:
    header = file.readline().strip().split(',')
    for line in file:
        values = line.strip().split(',')
        print(dict(zip(header, values)))
# 로그 파일에서 특정 패턴 찾기
import re
with open('server.log', 'r') as file:
    for line_num, line in enumerate(file, 1):
        if re.search(r'ERROR', line):
            print(f"Error found at line {line_num}: {line.strip()}")
# 대용량 파일 처리 (메모리 효율적)
def process_large_file(filename):
    with open(filename, 'r') as file:
        for line in file:
            # 각 줄을 개별적으로 처리
            processed_line = line.strip().upper()
            yield processed_line
# 제너레이터 사용
for processed_line in process_large_file('big_data.txt'):
    print(processed_line)

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파일 쓰기와 수정: write(), writelines() 활용법

파일에 데이터를 저장하는 방법도 다양합니다. 기본적인 쓰기부터 효율적인 대용량 데이터 처리까지 알아보겠습니다.

write() 함수: 문자열 쓰기

# 기본적인 파일 쓰기
with open('output.txt', 'w', encoding='utf-8') as file:
    file.write('Hello, World!\n')
    file.write('파이썬 파일 입출력 연습중입니다.\n')
# 여러 줄 쓰기
lines = ['첫 번째 줄\n', '두 번째 줄\n', '세 번째 줄\n']
with open('multi_line.txt', 'w') as file:
    for line in lines:
        file.write(line)
# 포맷 문자열 활용
name = '코딩하는곰'
score = 95
with open('result.txt', 'w') as file:
    file.write(f'이름: {name}\n')
    file.write(f'점수: {score}\n')
    file.write('합격!' if score >= 90 else '불합격!')

writelines() 함수: 문자열 리스트 쓰기

# 문자열 리스트를 파일에 쓰기
data_lines = [
    "Python is powerful\n",
    "File I/O is essential\n", 
    "Practice makes perfect\n"
]
with open('lines.txt', 'w') as file:
    file.writelines(data_lines)
# 리스트 컴프리헨션과 함께 사용
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
number_lines = [f"Number: {num}\n" for num in numbers]
with open('numbers.txt', 'w') as file:
    file.writelines(number_lines)

파일 추가 모드와 수정하기

# 파일에 내용 추가하기
with open('log.txt', 'a') as file:
    import datetime
    timestamp = datetime.datetime.now()
    file.write(f'{timestamp}: 새로운 로그 항목\n')
# 기존 파일 내용 유지하면서 추가
def add_to_file(filename, content):
    with open(filename, 'a', encoding='utf-8') as file:
        file.write(content + '\n')
# 파일 내용 수정 (특정 라인 변경)
def modify_file_line(filename, line_number, new_content):
    with open(filename, 'r', encoding='utf-8') as file:
        lines = file.readlines()
    
    if 0 <= line_number < len(lines):
        lines[line_number] = new_content + '\n'
        
        with open(filename, 'w', encoding='utf-8') as file:
            file.writelines(lines)
    else:
        print("라인 번호가 유효하지 않습니다.")
# 사용 예제
modify_file_line('example.txt', 2, '이것은 수정된 내용입니다.')

실전 프로젝트: 간단한 데이터 관리 시스템

class SimpleDataManager:
    def __init__(self, filename):
        self.filename = filename
    
    def add_record(self, name, age, city):
        with open(self.filename, 'a', encoding='utf-8') as file:
            file.write(f'{name},{age},{city}\n')
    
    def read_all_records(self):
        records = []
        with open(self.filename, 'r', encoding='utf-8') as file:
            for line in file:
                name, age, city = line.strip().split(',')
                records.append({
                    'name': name,
                    'age': int(age),
                    'city': city
                })
        return records
    
    def find_by_city(self, city):
        results = []
        with open(self.filename, 'r') as file:
            for line in file:
                name, age, record_city = line.strip().split(',')
                if record_city.lower() == city.lower():
                    results.append({
                        'name': name,
                        'age': int(age),
                        'city': record_city
                    })
        return results
# 사용 예제
manager = SimpleDataManager('users.txt')
manager.add_record('김철수', 25, '서울')
manager.add_record('이영희', 30, '부산')
print("모든 기록:")
print(manager.read_all_records())
print("\n서울에 사는 사람:")
print(manager.find_by_city('서울'))

에러 처리와 파일 존재 확인

import os
def safe_file_operations():
    filename = 'important_data.txt'
    
    # 파일 존재 여부 확인
    if not os.path.exists(filename):
        print(f"{filename} 파일이 존재하지 않습니다.")
        return
    
    try:
        with open(filename, 'r+', encoding='utf-8') as file:
            content = file.read()
            # 파일 처리 로직
            file.seek(0)  # 파일 포인터를 처음으로 이동
            file.write("새로운 내용\n" + content)
            
    except PermissionError:
        print("파일 접근 권한이 없습니다.")
    except UnicodeDecodeError:
        print("파일 인코딩 문제가 발생했습니다.")
    except Exception as e:
        print(f"예상치 못한 오류: {e}")
# 디렉토리 생성과 함께 파일 저장
def save_with_directory(data, filepath):
    directory = os.path.dirname(filepath)
    if directory and not os.path.exists(directory):
        os.makedirs(directory)
    
    with open(filepath, 'w', encoding='utf-8') as file:
        file.write(data)
    print(f"파일이 성공적으로 저장되었습니다: {filepath}")

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파일 입출력은 파이썬 프로그래밍의 기본 중의 기본이지만, 실제 프로젝트에서 매우 중요한 역할을 합니다. 오늘 배운 open(), read(), write() 함수들을 잘 활용하면 다양한 형태의 데이터를 효과적으로 관리할 수 있습니다. 특히 with 문을 이용한 안전한 파일 처리와 적절한 에러 처리는 실제 개발에서 꼭 기억해야 할 핵심 기술입니다. 여러분도 오늘 배운 내용을 바탕으로 직접 파일 입출력 관련 프로젝트를 만들어보시길 권장합니다. 다음 포스팅에서는 더 고급 파일 처리 기술에 대해 알아보겠습니다. 코딩하는곰이었습니다!

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