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Pythonでzipファイルを効果的に使用する方法

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Pythonのzipfile: ZIPファイルを効率的に操作する方法

ZIPファイルの基本

ZIPファイルとは？

ZIPファイルは、デジタルデータのアーカイブ化や圧縮に広く使用されている業界標準のファイル形式です。関連するファイルをパッケージ化するために使用することができます。また、ファイルのサイズを削減してディスクスペースを節約することもできます。さらに、コンピューターネットワーク上でのデータ交換を容易にします。

なぜZIPファイルを使用するのか？

ZIPファイルは、ファイルを圧縮およびアーカイブ化するための一般的な手段です。ファイルのサイズを削減することは、ディスクスペースの節約につながります。また、ZIPファイルは、関連するファイルを1つのまとまりとして提供することにより、整理されたデータストレージやファイル共有の手段としても使用されます。さらに、ZIPファイルは、データの送受信やバックアップの手段としても利用されます。

PythonでZIPファイルを操作できるか？

Pythonには、ZIPファイルを操作するための標準ライブラリモジュールであるzipfileが用意されています。このモジュールを使用すると、PythonでZIPファイルの作成、読み書き、展開、リスト表示などの操作ができます。

Pythonのzipfileを使用した既存のZIPファイルの操作

読み書きのためにZIPファイルを開く

zipfileを使用して既存のZIPファイルを操作するには、まずファイルを開く必要があります。開くときは読み込みモードまたは書き込みモードを指定することができます。読み込みモードで開く場合、ZIPファイル内のファイルを読み取ることができます。書き込みモードで開く場合、新しいZIPファイルを作成することができます。

以下は、読み込みモードでZIPファイルを開く例です。

import zipfile


with zipfile.ZipFile('example.zip', 'r') as zip:
    # ZIPファイル内のファイルにアクセスする処理を記述する

以下は、書き込みモードでZIPファイルを開き、新しいファイルを追加する例です。

import zipfile


with zipfile.ZipFile('example.zip', 'w') as zip:
    # ZIPファイルに新しいファイルを追加する処理を記述する

ZIPファイルからのメタデータの読み取り

zipfileモジュールを使用すると、ZIPファイルに格納されているファイルのメタデータを読み取ることができます。これにより、ZIPファイル内のファイルに関する情報を取得することができます。以下は、ZIPファイル内のファイルの一覧を表示する例です。

import zipfile


with zipfile.ZipFile('example.zip', 'r') as zip:
    file_list = zip.namelist()
    for file_name in file_list:
        print(file_name)

ZIPファイルのメンバーファイルの読み書き

zipfileモジュールを使用して、ZIPファイル内のメンバーファイルを読み書きすることができます。以下は、ZIPファイル内のテキストファイルを読み取り、内容を表示する例です。

import zipfile


with zipfile.ZipFile('example.zip', 'r') as zip:
    with zip.open('text_file.txt', 'r') as file:
        content = file.read()
        print(content.decode('utf-8'))

以下は、ZIPファイル内のテキストファイルに新しい内容を書き込む例です。

import zipfile


with zipfile.ZipFile('example.zip', 'a') as zip:
    with zip.open('text_file.txt', 'w') as file:
        content = b'This is a new content.'
        file.write(content)

ZIPアーカイブからメンバーファイルの抽出

zipfileモジュールを使用して、ZIPアーカイブからメンバーファイルを抽出することができます。以下は、ZIPファイル内のファイルを抽出する例です。

import zipfile


with zipfile.ZipFile('example.zip', 'r') as zip:
    zip.extractall('destination_folder')

使用後のZIPファイルのクローズ

zipfileモジュールを使用してZIPファイルを操作した後は、必ずZIPファイルをクローズする必要があります。以下は、ZIPファイルのクローズの方法です。

import zipfile


with zipfile.ZipFile('example.zip', 'r') as zip:
    # ZIPファイルを操作する処理を記述する


# ZIPファイルが自動的にクローズされる

自分自身のZIPファイルの作成、データの追加、抽出

複数の通常のファイルからZIPファイルを作成する

zipfileモジュールを使用して複数の通常のファイルからZIPファイルを作成することができます。以下は、複数のファイルをZIPファイルにまとめる例です。

import zipfile


with zipfile.ZipFile('example.zip', 'w') as zip:
    zip.write('file1.txt')
    zip.write('file2.txt')
    zip.write('file3.txt')

ディレクトリからZIPファイルを作成する

zipfileモジュールを使用してディレクトリからZIPファイルを作成することもできます。以下は、ディレクトリ内のすべてのファイルおよびサブディレクトリをZIPファイルにまとめる例です。

import zipfile
import os


with zipfile.ZipFile('example.zip', 'w') as zip:
    for folder_name, subfolders, filenames in os.walk('directory'):
        for filename in filenames:
            file_path = os.path.join(folder_name, filename)
            zip.write(file_path)

ファイルとディレクトリの圧縮

zipfileモジュールを使用して、ファイルやディレクトリを圧縮することができます。圧縮レベルを指定することもできます。以下は、圧縮オプションを指定してZIPファイルにファイルを追加する例です。

import zipfile


with zipfile.ZipFile('example.zip', 'w', compression=zipfile.ZIP_DEFLATED) as zip:
    zip.write('file.txt')

ZIPファイルを逐次的に作成する

zipfileモジュールを使用して、ZIPファイルを逐次的に作成することもできます。これにより、大きなファイルを処理する際にメモリの使用量を減らすことができます。以下は、逐次的なZIPファイルの作成例です。

import zipfile


with zipfile.ZipFile('example.zip', 'w', allowZip64=True) as zip:
    with zip.open('file1.txt', 'w') as file:
        content = b'This is file 1.'
        file.write(content)


    with zip.open('file2.txt', 'w') as file:
        content = b'This is file 2.'
        file.write(content)


    zip.close()

ファイルとディレクトリの抽出

zipfileモジュールを使用して、ZIPファイルからファイルやディレクトリを抽出することができます。以下は、ZIPファイルからファイルを抽出する例です。

import zipfile


with zipfile.ZipFile('example.zip', 'r') as zip:
    zip.extract('file.txt', 'destination_folder')

zipfileから追加のクラスを探索する

zipfileモジュールにはさまざまなクラスが用意されており、ファイルやディレクトリの検索など、さまざまな操作を行うことができます。以下は、ZIPファイル内のフォルダパスを検索する例です。

import zipfile


with zipfile.ZipFile('example.zip', 'r') as zip:
    for name in zip.namelist():
        if name.endswith('/'):
            print(f'{name} is a directory')

コマンドラインからzipfileを実行する

zipfileモジュールはPythonのスクリプトとして実行できます。コマンドラインからスクリプトを実行することで、ZIPファイルを操作することができます。以下は、コマンドラインからZIPファイルを作成する例です。

import zipfile
import sys


with zipfile.ZipFile(sys.argv[1], 'w') as zip:
    zip.write('file.txt')

他のライブラリを使用してZIPファイルを管理する

zipfileモジュール以外にも、ZIPファイルを管理するためのさまざまなライブラリがあります。これらのライブラリを使用することで、ZIPファイルを効率的に操作することができます。

まとめ

Pythonのzipfileモジュールを使用すると、ZIPファイルの作成、読み書き、抽出、リスト表示などの操作が容易に行えます。ZIPファイルを扱う際には、この知識を活用して効率的に処理を行いましょう。

このチュートリアルでは、ZIPファイルの基本的な操作からさまざまな応用例までを詳しく解説しました。Python開発者やDevOpsエンジニアとして、ZIPファイルの操作について理解しておくと便利です。

参考