Как проверить, существует ли файл при помощи Python

Руководство для тех, кому нужно узнать, существует ли файл (или папка) при помощи встроенных возможностей и функций Python из стандартной библиотеки.

Способность проверять, существует ли файл на диске или нет — очень важно для большинства программ Python:

Возможно, вам нужно убедиться в том, что файл с данным доступен, перед тем как вы попробуете загрузить его, или вам нужно предотвратить повторную запись файла в Python. Это же подходит и для папок. Возможно, вам нужно убедиться в том, что папка доступна, перед тем как ваша программа запустится.

В Python есть несколько способов подтвердить существование папки или файла, пользуясь встроенными в ядро языка функциями и стандартной библиотекой Python.

В данном руководстве вы увидите три отдельные техники для проверки существования файла в Python, с примерами кода и характерными преимуещствами и недостатками.

Приступим!

Проверяем если файл существует os.path.exists() и os.path.isfile()

Самый простой способ проверки существования файла в Python — это использование методов exists() и isfile() из модуля os.path в стандартной библиотеке.

Эти функции доступны в Python 2 и Python 3.7, и обычно их рекомендуют в первую очередь, если обращаться за помощью к документации Python или гуглу за решением проблемы.

Вот пример того, как работать с функцией os.path.exists(). Мы проверим несколько путей (файлы и папки) на наличие:

Как мы видим, вызов os.path.exists() возвращает True для файлов и папок. Если вы хотите убедиться, что заданный путь указывает на файл, но не на папку, вы можете использовать функцию os.path.isfile()

Для обеих функций важно помнить о том, что они проверяют только существует файл, или нет, а не наличие доступа программы к нему. Если подтверждение доступа к файлу важно, то вам нужно выполнить  простое открытия файла и поймать исключение IOError.

Мы вернемся к этой технике, когда будем подводить итоги в конце руководства. Но перед этим, рассмотрим еще один способ проверки существования файла в Python.

Проверка существует ли файл используя open() и try … except

Мы только что рассматривали, как функции в модуле os.path могут быть использованы для проверки существования файла или папки.

Есть еще один прямолинейный алгоритм Python для проверки существования файла: Вы просто пытаетесь открыть файл при помощи встроенной функции open(), вот так:

Если файл существует, то файл успешно откроется и вернет валидный объект для дальнейшей обработки файла. Если файл не существует, появится ошибка FileNotFoundError:

Ошибка FileNotFoundError возникает, когда файл или папка запрошена, но не существует. Относится к errno ENOENT.

Это значит, что вы можете получить ошибку FileNotFoundError в своем коде, и использовать ее для обнаружения того, существует файл или нет. Вот пример кода, который демонстрирует работу этой техники:

Обратите внимание, мы мгновенно вызываем метод close() для объекта файла для освобождения дескриптора файла. Это считается хорошей практикой при работе с файлами в Python:

Если вы не закроете дескриптор файлов, то будет сложно понять, когда именно он будет закрыт автоматически во время работы Python. Это занимает ресурсы системы и может снизить производительность ваших программ.

Вместо того, чтобы закрывать файл при помощи метода close(), есть еще один способ, которым можно воспользоваться контекстным менеджером и оператора with для автоматического закрытия файла.

Теперь, та же техника “просто попробуем открыть файл” также работает для выяснения, является ли файл доступным и читаемым. Вместо поиска ошибок FileNotFoundError, вам нужно искать любые ошибки типа IOError:

Если вы часто используете этот шаблон, вы можете выделить его в вспомогательную функцию, которая позволит вам проверить, существует ли файл и является ли он в то же время доступным:

Как альтернатива, вы можете использовать функцию os.access() из стандартной библиотеке для проверки того, существует ли файл и является ли он доступным в то же время. Это может быть похоже на использование функции path.exists(), если файл существует.

Использование open() и try ... except имеет некоторые преимущества, когда доходит до обработки файлов в Python. Это может помочь вам избежать накладок, вызванных определенными условиями существования файла:

Представим, что файл существует в тот момент, когда вы запускаете проверку, файл удаляется другим процессом независящий от вас. Когда вы пытаетесь открыть файл для работы с ним, он исчезает и ваша программа получает ошибку.

Мы рассмотрим этот случай в конце руководства. Но перед этим, запрыгнем в еще одну кроличью нору. Рассмотрим еще один способ того, как проверить, существует ли файл в Python.

Пример проверки существования файла pathlib.Path.exists() (Python 3.4+)

Python 3.4 и выше содержит модуль pathlib, который предоставляет объектно-ориентированный интерфейс для работы с путями файловых систем. Использование этого модуля намного приятнее, чем работа с путями в виде объектов строк.

Он предоставляет абстракции и вспомогательные функции для множества операций с файловыми системами, включая проверку на наличие и поиск того, указывает ли путь на файл или папку.

Чтобы узнать, указывает ли путь на настоящий файл, вы можете использовать метод Path.exists(). Чтобы узнать, является путь файлом, или символической ссылкой, а не папкой, вам захочется воспользоваться Path.is_file().

Вот рабочий пример для обоих методов pathlib.Path:

Как мы видим, этот подход по своему принципу схож с проверкой при помощи функций из модуля os.path.

Главное отличие в том, что pathlib предоставляет более чистый объекно-ориентированный интерфейс для работы с файловой системой. Вам больше не нужно работать с объектами str, представляющими пути файлов — вместо этого, вы обрабатываете объекты Path с релевантными методами и связанными с ними атрибутами.

Использование pathlib и преимущества объектно-ориентированного интерфейса может сделать ваш код обработки более читаемым и понятным. Не будем лгать и говорить, что это панацея. Но в ряде случаев это может помочь вам написать более “лучшую” версию программы Python.

Модуль pathlib также доступен как сторонний модуль с бэкпортом для PyPl, который работает на Python 2.x и 3.х Вы можете найти его здесь: pathlib2.

Подведем итоги проверки на наличие файла в Python

В данном руководстве мы сравнили три разных метода определения наличия или отсутствия файла в Python. Один метод также позволяет нам проверить, существует ли файл и является ли он доступным в то же время.

Конечно, имея в распоряжении три способа, вы можете подумать:

Какой способ проверки наличия файла при помощи Python является предпочтительнее?

В большинстве случаев, когда вам нужно проверить наличие файла, рекомендуется использование встроенного метода pathlib.Path.exists() на Python 3.4 и выше, или функцию os.path.exists() для Python 2.

Однако, есть одна важная оговорка…

Следует помнить о том, что файл который считается существующим, после проведения проверки может исчезнуть из за других программ который с ним работают.

Хотя вероятность такого события невысока, вполне может быть так, что файл будет существовать только во время проверки, и мгновенно будет удален после.

Чтобы избежать такой ситуации, стоит опираться не только на вопрос “существует ли файл?”. Вместо этого, неплохо просто попытаться сразу выполнить желаемую операцию. Это также называется “easier to ask for forgiveness than permission” (EAFP) (проще просить прощения, чем разрешения). Такой подход часто рекомендуется при работе с Python.

Например, вместо проверки того, существует ли файл перед тем, как его открыть, вам захочется просто попробовать открыть его и готовиться ловить ошибку FileNotFoundError, которая говорит нам о том, что файл недоступен. Это позволит избежать состояния гонки.

Итак, если вы планируете работать с файлом сразу после проверки, например, прочитать его содержимое путем внесение новых данных в него, рекомендуется выполнить проверку на наличие при помощи метода open() с последующей обработкой ошибки, пользуясь подходом EAFP. Это позволит вам избежать состояния гонки в вашем коде обработки файлов Python.