Python3エンジニア認定実践試験

## 12.3 tar ファイルを扱う tarfile

gzip, bz2, lzma 形式で圧縮されたものを含む、tar 形式アーカイブを読み書きする

- tar ファイルを操作する

  - 関数 `open(name=None, mode='r', fileobj=None, bufsize=20240, **kwargs)`

    - `name` tar ファイルのファイル名

    - `mode` モード指定 `r` `w` 等

      - 圧縮形式を指定する場合は `r:gz` `w:xz` 等 (非圧縮指定は `w:` 等)

      - 読み込み時は `r` だけでも、ファイル名拡張子から圧縮形式が自動判定される

      - 圧縮ファイルは追記モードが使用できない (`a` `a:` のみ)

    - `fileobj` tar ファイルのファイルオブジェクト

    - `bufsize` ブロックサイズ (デフォルトでよい)

    - **戻り値** `tarfile.TarFile`

  - 関数 `is_tarfile(name)`

    - `name` ファイル名、または file-like オブジェクト

    - **戻り値** (bool) 指定ファイルが tar 形式アーカイブなら True

  - `TarFile` オブジェクトのメソッド

    |メソッド名|解説|戻り値|

    |---|---|---|

    |`getnames()`|tar ファイル内にアーカイブされているファイル名リスト|list|

    |`getmember(name)`|指定ファイル名の `TarInfo` を返す|TarInfo|

    |`getmembers()`|tar ファイル内にアーカイブされている全ファイルの `TarFile` のリストを返す|list|

    |`extract(member, path="", set_attrs=True, *, numeric_owner=False)`|指定ファイルを指定場所へ展開<br>`member`:ファイル名または`TarInfo`|None|

    |`extractall(path="", set_attrs=True, *, numeric_owner=False)`|全ファイルを指定場所へ展開|None|

    |`extractfile(member)`|指定ファイルを開き、ファイルオブジェクトを返す<br>`member`:ファイル名または`TarInfo`|ファイルオブジェクト|

    |`add(name, arcname=None, recursive=True, exclude=None, *, filter=None)`|指定ファイルを tar ファイルのアーカイブへ追加する<br>`arcname`を指定するとそのファイル名で追加<br>ディレクトリ指定では再帰追加可能|?|

    |`close()`||None|

    ```python

    >>> import tarfile

    >>> with tarfile.open("./testarchive.tar", "w:gz") as f:

    ...     f.add("./inArchive1.txt")

    ...

    >>> with tarfile.open("./testarchive.tar") as f:

    ...     f.getnames()

    ...     f.getmembers()

    ...

    ['./inArchive1.txt']

    [<TarInfo './inArchive1.txt' at 0x140b4104640>]

    >>> with tarfile.open("./testarchive.tar") as f:

    ...     with f.extractfile("./inArchive1.txt") as elem:

    ...         elem.read().decode("sjis")

    ...

    'アーカイブ内ファイル１'

    >>> with tarfile.open("./testarchive.tar") as f:

    ...     info = f.getmember("./inArchive1.txt")

    ...     info

    ...     print(f"{info.name=}, {info.size=}, {info.mtime=}, {info.mode=:o}")

    ...

    <TarInfo './inArchive1.txt' at 0x140b4104940>

    info.name='./inArchive1.txt', info.size=22, info.mtime=1753410842.0, info.mode=666

    >>> with tarfile.open("./testarchive.tar") as f:

    ```

## 12.4 Python オブジェクトをシリアライズする pickle

Python オブジェクトをファイル等に保存可能なバイト列に変換 (**pickle 化** という)、復元 (**非 pickle 化** という) する

- JSON へのシリアライズ方法である json モジュールとの比較

  - JSON は文字列だが、pickle はバイナリ

  - JSON は他のプログラミング言語でも利用可能だが、pickle は Python 固有フォーマット

  - JSON は文字列、数値など一部のデータ型のみ扱うが、pickle は Python の様々なオブジェクトを扱える

- Python オブジェクトのシリアライズとデシリアライズ

  |関数名|解説|戻り値|

  |---|---|---|

  |`dump(obj, file, protocol=None, *, fix_imports=True, buffer_callback=None)`|オブジェクトをシリアライズしてファイルへ保存する|None|

  |`dumps(obj, protocol=None, *, fix_import=True, buffer_callback=None)`|オブジェクトをシリアライズしてバイト列を返す|bytes|

  |`load(file, *, fix_imports=True, encoding="ASCII", errors="strict", buffers=None)`|ファイルの中身をデシリアライズし、結果オブジェクトを返す|object|

  |`loads(data, /, *, fix_imports=True, encoding="ASCII", errors="strict", buffers=None)`|バイト列をデシリアライズし、結果オブジェクトを返す|object|

  dumps, loads (bytes でのやり取り) の例

  ```python

  >>> import pickle

  >>> from datetime import datetime

  >>> now = datetime.now()

  >>> data = {"NOW-date": now}  # 値が datetime の辞書データ作成

  >>> type(data)

  <class 'dict'>

  >>> data

  {'NOW-date': datetime.datetime(2025, 7, 25, 16, 4, 0, 201811)}

  >>> serialized = pickle.dumps(data)  # シリアライズ

  >>> serialized

  b'\x80\x04\x958\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00}\x94\x8c\x08NOW-date\x94\x8c\x08datetime\x94\x8c\x08datetime\x94\x93\x94C\n\x07\xe9\x07\x19\x10\x04\x00\x03\x14S\x94\x85\x94R\x94s.'

  >>> desirialized = pickle.loads(serialized)  # デシリアライズ

  >>> type(desirialized)

  <class 'dict'>

  >>> desirialized  # 元のデータを復元できている

  {'NOW-date': datetime.datetime(2025, 7, 25, 16, 4, 0, 201811)}

  ```

  dump, load (ファイルでのやり取り) の例

  ```python

  >>> data  # 対象データ

  {'NOW-date': datetime.datetime(2025, 7, 25, 16, 4, 0, 201811)}

  >>> with open("nowdate.pkl", "wb") as f:

  ...     pickle.dump(data, f)  # シリアライズしてファイルへ書き込み

  ...

  >>> with open("nowdate.pkl", "rb") as f:

  ...     obj = pickle.load(f)  # ファイル内容をデシリアライズ

  ...

  >>> obj  # 復元を確認

  {'NOW-date': datetime.datetime(2025, 7, 25, 16, 4, 0, 201811)}

  ```

  `dump()` で生成されたファイルの様子

  ![nowdata.jpg](nowdate.jpg "nowdata.pkl")

  - ※ pickle 化にはプロトコルのバージョンが 0 から 5 まであり、新しいバージョンで pickle 化されたオブジェクトは古いバージョンで非 pickle 化できない (`pickle.DEFAULT_PROTOCOL` でデフォルト確認可能)