Đọc và ghi file (File I/O)

Hầu hết ứng dụng thực tế đều cần đọc/ghi file — đọc config, lưu kết quả, xử lý dữ liệu CSV, cache dữ liệu JSON. Python có API file I/O rõ ràng và dễ dùng.

`open()` và `with` statement

Tại sao dùng `with`?

# Cách CŨ — không dùng with
file = open("students.txt", "r", encoding="utf-8")
content = file.read()
file.close()  # Phải nhớ đóng file — nếu quên hoặc có lỗi trước đó → file leak

# Cách ĐÚNG — dùng with (context manager)
with open("students.txt", "r", encoding="utf-8") as file:
    content = file.read()
# File tự động đóng khi ra khỏi block with — kể cả khi có exception

with đảm bảo file luôn được đóng đúng cách, ngay cả khi có lỗi xảy ra trong quá trình xử lý.

Các mode mở file

Mode	Mô tả	File phải tồn tại?
`"r"`	Đọc (mặc định)	Có, lỗi nếu không
`"w"`	Ghi (xóa nội dung cũ)	Không (tạo mới nếu chưa có)
`"a"`	Append (thêm vào cuối)	Không (tạo mới nếu chưa có)
`"r+"`	Đọc và ghi	Có
`"x"`	Tạo mới, lỗi nếu đã tồn tại	Không
`"rb"`	Đọc binary (ảnh, PDF...)	Có
`"wb"`	Ghi binary	Không

Đọc file

students.txt
Nguyễn Văn An - 85
Trần Thị Bình - 92
Lê Văn Cường - 78

# read() — đọc toàn bộ nội dung thành 1 string
with open("students.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
    content = f.read()
    print(content)
    print(f"Đã đọc {len(content)} ký tự")

# readline() — đọc từng dòng
with open("students.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
    line1 = f.readline()  # "Nguyễn Văn An - 85\n"
    line2 = f.readline()  # "Trần Thị Bình - 92\n"
    print(line1.strip())  # "Nguyễn Văn An - 85"

# readlines() — đọc tất cả dòng thành list
with open("students.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
    lines = f.readlines()  # ["Nguyễn Văn An - 85\n", ...]
    for line in lines:
        print(line.strip())

# Cách PYTHONIC — duyệt file như iterable
with open("students.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
    for line in f:  # Đọc từng dòng, tiết kiệm memory
        name, score = line.strip().split(" - ")
        print(f"{name}: {int(score)} điểm")

Ghi file

students = [
    ("Nguyễn Văn An", 85, "Giỏi"),
    ("Trần Thị Bình", 92, "Xuất sắc"),
    ("Lê Văn Cường", 78, "Khá"),
]

# write() — ghi một chuỗi
with open("report.txt", "w", encoding="utf-8") as f:
    f.write("BÁO CÁO KẾT QUẢ HỌC TẬP\n")
    f.write("=" * 40 + "\n")
    for name, score, grade in students:
        f.write(f"{name:<20} {score:>5} ({grade})\n")

# writelines() — ghi list các chuỗi (không tự thêm \n)
lines = [f"{name} - {score}\n" for name, score, _ in students]
with open("scores.txt", "w", encoding="utf-8") as f:
    f.writelines(lines)

# Append — thêm vào cuối file (không xóa nội dung cũ)
new_student = ("Phạm Thị Dung", 88, "Giỏi")
with open("report.txt", "a", encoding="utf-8") as f:
    name, score, grade = new_student
    f.write(f"{name:<20} {score:>5} ({grade})\n")

Encoding UTF-8 trên Windows

Windows dùng encoding mặc định là cp1252 (hoặc gbk tùy locale) — không phải UTF-8. Khi đọc/ghi file tiếng Việt, luôn chỉ định encoding="utf-8" để tránh lỗi ký tự.

# Luôn làm thế này
with open("data.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
    ...

# KHÔNG làm thế này (dùng default encoding của OS)
with open("data.txt", "r") as f:
    ...

JSON

JSON là format phổ biến nhất để lưu và trao đổi dữ liệu có cấu trúc.

import json

# Python object → JSON string
student = {
    "name": "Nguyễn Văn An",
    "age": 20,
    "scores": {"math": 85, "physics": 92, "chemistry": 78},
    "is_graduated": False,
    "address": None,
}

# json.dumps() — Python object → string
json_str = json.dumps(student, ensure_ascii=False, indent=2)
print(json_str)
# Output:
# {
#   "name": "Nguyễn Văn An",
#   "age": 20,
#   ...
# }

# json.loads() — string → Python object
parsed = json.loads(json_str)
print(parsed["name"])    # Output: Nguyễn Văn An
print(type(parsed))      # Output: <class 'dict'>

# json.dump() — Python object → file
with open("student.json", "w", encoding="utf-8") as f:
    json.dump(student, f, ensure_ascii=False, indent=2)

# json.load() — file → Python object
with open("student.json", "r", encoding="utf-8") as f:
    loaded = json.load(f)

print(loaded["scores"]["math"])  # Output: 85

Ứng dụng thực tế: Config file

import json
from pathlib import Path

CONFIG_FILE = Path("config.json")

def load_config() -> dict:
    """Đọc config từ file, trả về dict rỗng nếu không có file."""
    if not CONFIG_FILE.exists():
        return {}
    with open(CONFIG_FILE, "r", encoding="utf-8") as f:
        return json.load(f)

def save_config(config: dict) -> None:
    """Lưu config ra file."""
    with open(CONFIG_FILE, "w", encoding="utf-8") as f:
        json.dump(config, f, ensure_ascii=False, indent=2)

# Sử dụng
config = load_config()
config["theme"] = "dark"
config["language"] = "vi"
save_config(config)

CSV

CSV (Comma-Separated Values) thường dùng cho dữ liệu bảng.

import csv

# Đọc CSV với csv.reader
with open("students.csv", "r", encoding="utf-8", newline="") as f:
    reader = csv.reader(f)
    header = next(reader)   # Bỏ qua dòng header
    print(f"Columns: {header}")

    for row in reader:
        name, score, grade = row
        print(f"{name}: {score} ({grade})")

# Đọc CSV với csv.DictReader — tiện hơn, truy cập theo tên cột
with open("students.csv", "r", encoding="utf-8", newline="") as f:
    reader = csv.DictReader(f)
    students = list(reader)  # Mỗi row là dict

for student in students:
    print(f"{student['name']}: {student['score']}")

# Tính điểm trung bình
avg = sum(float(s["score"]) for s in students) / len(students)
print(f"Điểm TB cả lớp: {avg:.1f}")

# Ghi CSV với csv.DictWriter
students = [
    {"name": "Nguyễn Văn An", "score": 85, "grade": "Giỏi"},
    {"name": "Trần Thị Bình", "score": 92, "grade": "Xuất sắc"},
    {"name": "Lê Văn Cường", "score": 78, "grade": "Khá"},
]

with open("results.csv", "w", encoding="utf-8", newline="") as f:
    fieldnames = ["name", "score", "grade"]
    writer = csv.DictWriter(f, fieldnames=fieldnames)

    writer.writeheader()      # Ghi dòng header
    writer.writerows(students)  # Ghi tất cả rows

newline="" khi làm việc với CSV

Khi mở file CSV, luôn dùng newline="" để tránh dòng trống thừa trên Windows.

`pathlib.Path` — modern file paths

pathlib là cách hiện đại để làm việc với đường dẫn file, thay thế os.path.

from pathlib import Path

# Tạo path object
home = Path.home()                      # /Users/huan hoặc C:\Users\huan
current = Path.cwd()                    # Working directory hiện tại
data_dir = Path("data")                 # Relative path
config_file = Path("config/app.json")  # Nested path

# Ghép đường dẫn — dùng / operator
project_root = Path("/projects/myapp")
src_dir = project_root / "src"
main_file = src_dir / "main.py"
print(main_file)  # Output: /projects/myapp/src/main.py

# Thông tin về path
print(main_file.name)         # Output: main.py
print(main_file.stem)         # Output: main (không có extension)
print(main_file.suffix)       # Output: .py
print(main_file.parent)       # Output: /projects/myapp/src
print(main_file.parts)        # Output: ('/', 'projects', 'myapp', 'src', 'main.py')

# Kiểm tra
path = Path("data/students.csv")
print(path.exists())          # True/False
print(path.is_file())         # True nếu là file
print(path.is_dir())          # True nếu là thư mục

# Tạo thư mục
output_dir = Path("output/reports")
output_dir.mkdir(parents=True, exist_ok=True)
# parents=True: tạo cả thư mục cha
# exist_ok=True: không lỗi nếu đã tồn tại

# Liệt kê file trong thư mục
src = Path("src")
for py_file in src.glob("*.py"):
    print(py_file.name)

# Đọc/ghi file với pathlib
config = Path("config.json")
content = config.read_text(encoding="utf-8")      # Đọc toàn bộ
config.write_text('{"theme": "dark"}', encoding="utf-8")  # Ghi

# Xóa file
temp = Path("temp.txt")
if temp.exists():
    temp.unlink()  # Xóa file

# Đổi tên / di chuyển
old_path = Path("old_name.txt")
old_path.rename("new_name.txt")

So sánh os.path vs pathlib

# os.path — cách cũ
import os
config_path = os.path.join("config", "app.json")
exists = os.path.exists(config_path)
filename = os.path.basename(config_path)

# pathlib — cách mới, OOP, dễ đọc hơn
from pathlib import Path
config_path = Path("config") / "app.json"
exists = config_path.exists()
filename = config_path.name

Bài tập

Bài 1. Viết chương trình đọc file students.txt (mỗi dòng: "Tên - Điểm"), tính điểm trung bình, tìm học sinh điểm cao nhất và thấp nhất, ghi kết quả vào file report.txt.

Bài 2. Viết hàm save_students(students: list, filepath: str) và load_students(filepath: str) -> list để lưu/đọc danh sách học sinh dạng JSON. Xử lý trường hợp file không tồn tại.

Bài 3. Viết script đọc file CSV điểm học sinh (có cột: name, math, physics, chemistry), tính điểm trung bình từng học sinh, xếp loại, rồi ghi ra file CSV mới có thêm cột average và grade.

Bài 4. Dùng pathlib, viết hàm backup_file(source: Path) -> Path tạo bản backup với tên filename_backup_YYYYMMDD.ext trong cùng thư mục. Không ghi đè nếu backup đã tồn tại hôm nay.

open() và with statement​

Tại sao dùng with?​

Các mode mở file​

Đọc file​

Ghi file​

JSON​

Ứng dụng thực tế: Config file​

CSV​

pathlib.Path — modern file paths​

So sánh os.path vs pathlib​

Bài tập​