[Python] 変数を含めたファイル名でファイルを作成・リネームする方法

Pythonで変数を含めたファイル名を作成・リネームするには、f-stringやformat()を使ってファイル名に変数を埋め込むことができます。

ファイルの作成にはopen()関数を使用し、リネームにはos.rename()を使います。

例えば、filename = f"file_{variable}.txt"のように変数をファイル名に組み込み、open(filename, 'w')でファイルを作成し、os.rename(old_name, new_name)でリネームが可能です。

変数を使ったファイル名の基本

Pythonでは、変数を使って動的にファイル名を生成することができます。

これにより、プログラムの実行時にファイル名を変更したり、特定の情報を含めたファイルを作成したりすることが可能です。

以下では、変数をファイル名に埋め込む方法や、注意点について解説します。

変数をファイル名に埋め込む方法

ファイル名に変数を埋め込む基本的な方法は、文字列の結合を使用することです。

以下のサンプルコードでは、変数fileNameにファイル名を格納し、open()関数を使ってファイルを作成しています。

fileName = "sample_file.txt"  # ファイル名を変数に格納
with open(fileName, 'w') as file:
    file.write("これはサンプルファイルです。")

このコードを実行すると、sample_file.txtという名前のファイルが作成され、その中にテキストが書き込まれます。

f-stringを使ったファイル名の作成

Python 3.6以降では、f-stringを使って変数を簡単に埋め込むことができます。

以下の例では、変数userNameをファイル名に埋め込んでいます。

userName = "taro"
fileName = f"{userName}_data.txt"  # f-stringを使用してファイル名を作成
with open(fileName, 'w') as file:
    file.write("ユーザーのデータです。")

このコードを実行すると、taro_data.txtというファイルが作成されます。

format()メソッドを使ったファイル名の作成

format()メソッドを使用しても、変数をファイル名に埋め込むことができます。

以下の例では、変数dateを使ってファイル名を生成しています。

date = "2023-10-01"
fileName = "{}_report.txt".format(date)  # format()メソッドを使用
with open(fileName, 'w') as file:
    file.write("日付付きのレポートです。")

このコードを実行すると、2023-10-01_report.txtというファイルが作成されます。

変数を含むファイル名の注意点(特殊文字や拡張子)

ファイル名に変数を使用する際には、いくつかの注意点があります。

特に、以下の点に気を付ける必要があります。

これらの注意点を考慮しながら、変数を使ったファイル名の生成を行うことが重要です。

ファイルの作成方法

Pythonでは、open()関数を使用してファイルを作成することができます。

ファイルを作成する際には、ファイルモードを指定する必要があります。

以下では、ファイルの作成方法やモードの違いについて詳しく解説します。

open()関数を使ったファイルの作成

open()関数を使って新しいファイルを作成する基本的な方法は、以下の通りです。

ファイルモードを'w'に指定すると、新しいファイルが作成されます。

fileName = "new_file.txt"  # 作成するファイル名
with open(fileName, 'w') as file:
    file.write("新しいファイルが作成されました。")

このコードを実行すると、new_file.txtという名前のファイルが作成され、その中にテキストが書き込まれます。

ファイルモードの指定(‘w’, ‘a’, ‘x’の違い)

open()関数では、ファイルモードを指定することで、ファイルの操作方法を決定します。

主なファイルモードは以下の通りです。

これらのモードを使い分けることで、ファイルの操作を柔軟に行うことができます。

ファイルが既に存在する場合の対処法

ファイルが既に存在する場合、モードによって異なる動作をします。

例えば、'w'モードでファイルを開くと、既存のファイルは上書きされます。

一方、'x'モードでは、ファイルが存在する場合にエラーが発生します。

以下の例では、ファイルが存在するかどうかを確認し、適切な処理を行っています。

import os
fileName = "existing_file.txt"
if os.path.exists(fileName):
    print("ファイルは既に存在します。")
else:
    with open(fileName, 'w') as file:
        file.write("新しいファイルが作成されました。")

このコードを実行すると、ファイルが存在する場合はその旨が表示され、新しいファイルは作成されません。

ファイルのクローズ処理とwith構文の活用

ファイルを開いた後は、必ずクローズ処理を行う必要があります。

これを怠ると、ファイルが正しく保存されない場合があります。

Pythonでは、with構文を使用することで、ファイルを自動的にクローズすることができます。

以下の例では、with構文を使ってファイルを作成し、書き込みを行っています。

fileName = "auto_close_file.txt"
with open(fileName, 'w') as file:
    file.write("このファイルは自動的にクローズされます。")
# ここでファイルは自動的にクローズされている

with構文を使用することで、ファイルのクローズ処理を明示的に行う必要がなくなり、コードがシンプルになります。

ファイルのリネーム方法

Pythonでは、ファイルのリネームを行うために主にosモジュールとshutilモジュールを使用します。

これらのモジュールを使うことで、簡単にファイル名を変更したり、ファイルを別の場所に移動したりすることができます。

以下では、具体的な方法やエラーハンドリングについて解説します。

os.rename()を使ったファイルのリネーム

os.rename()関数を使用すると、指定したファイルの名前を変更することができます。

以下の例では、old_file.txtというファイルをnew_file.txtにリネームしています。

import os
oldFileName = "old_file.txt"
newFileName = "new_file.txt"
# ファイルをリネーム
os.rename(oldFileName, newFileName)
print(f"{oldFileName} が {newFileName} にリネームされました。")

このコードを実行すると、old_file.txtがnew_file.txtにリネームされます。

shutil.move()を使ったリネームと移動

shutil.move()関数を使用すると、ファイルをリネームするだけでなく、別のディレクトリに移動することもできます。

以下の例では、ファイルを新しいディレクトリに移動しながらリネームしています。

import shutil
oldFileName = "file_to_move.txt"
newFileName = "new_directory/new_file.txt"  # 新しいディレクトリとファイル名
# ファイルを移動しながらリネーム
shutil.move(oldFileName, newFileName)
print(f"{oldFileName} が {newFileName} に移動され、リネームされました。")

このコードを実行すると、file_to_move.txtがnew_directoryに移動され、new_file.txtとしてリネームされます。

リネーム時のエラーハンドリング

ファイルのリネームを行う際には、エラーが発生する可能性があります。

例えば、リネーム先のファイル名が既に存在する場合や、指定したファイルが存在しない場合です。

以下の例では、tryとexceptを使ってエラーハンドリングを行っています。

import os
oldFileName = "old_file.txt"
newFileName = "new_file.txt"
try:
    os.rename(oldFileName, newFileName)
    print(f"{oldFileName} が {newFileName} にリネームされました。")
except FileNotFoundError:
    print(f"エラー: {oldFileName} が見つかりません。")
except FileExistsError:
    print(f"エラー: {newFileName} は既に存在します。")
except Exception as e:
    print(f"予期しないエラーが発生しました: {e}")

このコードを実行すると、リネーム処理中にエラーが発生した場合に適切なメッセージが表示されます。

ファイルが存在しない場合の対処法

リネームを行う前に、ファイルが存在するかどうかを確認することが重要です。

以下の例では、os.path.exists()を使ってファイルの存在を確認し、存在しない場合はメッセージを表示しています。

import os
oldFileName = "old_file.txt"
newFileName = "new_file.txt"
if os.path.exists(oldFileName):
    os.rename(oldFileName, newFileName)
    print(f"{oldFileName} が {newFileName} にリネームされました。")
else:
    print(f"エラー: {oldFileName} が存在しません。")

このコードを実行すると、old_file.txtが存在する場合にのみリネームが行われ、存在しない場合はエラーメッセージが表示されます。

これにより、リネーム処理の安全性が向上します。

応用例：ファイル名に日付や時刻を含める

ファイル名に日付や時刻を含めることで、ファイルの管理がしやすくなります。

特に、ログファイルやバックアップファイルなどでは、作成日時をファイル名に含めることが一般的です。

以下では、datetimeモジュールを使った日付の埋め込みや、タイムスタンプ、連番の付与方法について解説します。

datetimeモジュールを使った日付の埋め込み

datetimeモジュールを使用すると、現在の日付や時刻を簡単に取得できます。

以下の例では、現在の日付をファイル名に埋め込んでいます。

from datetime import datetime
# 現在の日付を取得
currentDate = datetime.now().strftime("%Y%m%d")  # YYYYMMDD形式
fileName = f"report_{currentDate}.txt"  # 日付を含むファイル名
with open(fileName, 'w') as file:
    file.write("日付付きのレポートです。")

このコードを実行すると、report_20231001.txtのようなファイルが作成されます。

タイムスタンプをファイル名に追加する方法

ファイル名にタイムスタンプを追加することで、より詳細な情報を持たせることができます。

以下の例では、現在の時刻をファイル名に追加しています。

from datetime import datetime
# 現在の日時を取得
currentTime = datetime.now().strftime("%Y%m%d_%H%M%S")  # YYYYMMDD_HHMMSS形式
fileName = f"log_{currentTime}.txt"  # タイムスタンプを含むファイル名
with open(fileName, 'w') as file:
    file.write("タイムスタンプ付きのログです。")

このコードを実行すると、log_20231001_123456.txtのようなファイルが作成されます。

ファイル名に連番を付ける方法

ファイル名に連番を付けることで、複数のファイルを管理しやすくなります。

以下の例では、連番を付けたファイル名を生成しています。

for i in range(1, 6):  # 1から5までの連番
    fileName = f"data_{i}.txt"  # 連番を含むファイル名
    with open(fileName, 'w') as file:
        file.write(f"データファイル {i} の内容です。")

このコードを実行すると、data_1.txtからdata_5.txtまでの5つのファイルが作成されます。

ファイル名の自動生成スクリプトの作成

日付や連番を組み合わせて、ファイル名を自動生成するスクリプトを作成することも可能です。

以下の例では、日付と連番を組み合わせたファイル名を生成しています。

from datetime import datetime
# 現在の日付を取得
currentDate = datetime.now().strftime("%Y%m%d")
# 連番を付けてファイルを作成
for i in range(1, 4):  # 1から3までの連番
    fileName = f"report_{currentDate}_{i}.txt"  # 日付と連番を含むファイル名
    with open(fileName, 'w') as file:
        file.write(f"レポート {i} の内容です。")

このコードを実行すると、report_20231001_1.txtからreport_20231001_3.txtまでの3つのファイルが作成されます。

これにより、日付と連番を組み合わせたファイル名を簡単に生成することができます。

応用例：ディレクトリ操作とファイル名の変更

Pythonでは、osモジュールを使用してディレクトリの操作やファイルのリネームを行うことができます。

これにより、ファイルの整理や管理が容易になります。

以下では、ディレクトリの作成やファイルの移動、リネームの方法について解説します。

osモジュールを使ったディレクトリの作成

osモジュールのmkdir()関数を使用すると、新しいディレクトリを作成することができます。

以下の例では、new_directoryという名前のディレクトリを作成しています。

import os
directoryName = "new_directory"
# ディレクトリを作成
if not os.path.exists(directoryName):
    os.mkdir(directoryName)
    print(f"{directoryName} が作成されました。")
else:
    print(f"{directoryName} は既に存在します。")

このコードを実行すると、new_directoryという名前のディレクトリが作成されます。

ファイルを別のディレクトリに移動しながらリネーム

shutil.move()関数を使用すると、ファイルを別のディレクトリに移動しながらリネームすることができます。

以下の例では、file.txtをnew_directoryに移動し、renamed_file.txtとしてリネームしています。

import shutil
oldFileName = "file.txt"
newDirectory = "new_directory"
newFileName = "renamed_file.txt"
# ファイルを移動しながらリネーム
shutil.move(oldFileName, os.path.join(newDirectory, newFileName))
print(f"{oldFileName} が {newDirectory}/{newFileName} に移動され、リネームされました。")

このコードを実行すると、file.txtがnew_directoryに移動され、renamed_file.txtとしてリネームされます。

ディレクトリ内の全ファイルを一括リネームする方法

特定のディレクトリ内の全ファイルを一括でリネームすることも可能です。

以下の例では、target_directory内の全ファイルに接頭辞を追加しています。

import os
targetDirectory = "target_directory"
prefix = "new_"
# ディレクトリ内の全ファイルをリネーム
for filename in os.listdir(targetDirectory):
    oldFilePath = os.path.join(targetDirectory, filename)
    newFilePath = os.path.join(targetDirectory, prefix + filename)
    os.rename(oldFilePath, newFilePath)
    print(f"{filename} が {prefix + filename} にリネームされました。")

このコードを実行すると、target_directory内の全ファイルにnew_という接頭辞が追加されます。

サブディレクトリを含むファイルのリネーム

サブディレクトリ内のファイルも含めてリネームする場合、再帰的にディレクトリを探索する必要があります。

以下の例では、os.walk()を使用して、全てのサブディレクトリ内のファイルをリネームしています。

import os
targetDirectory = "target_directory"
suffix = "_backup"
# サブディレクトリを含む全ファイルをリネーム
for dirpath, dirnames, filenames in os.walk(targetDirectory):
    for filename in filenames:
        oldFilePath = os.path.join(dirpath, filename)
        newFilePath = os.path.join(dirpath, filename + suffix)
        os.rename(oldFilePath, newFilePath)
        print(f"{oldFilePath} が {newFilePath} にリネームされました。")

このコードを実行すると、target_directory内の全てのファイルに_backupという接尾辞が追加されます。

これにより、サブディレクトリを含むファイルの管理が容易になります。

応用例：ファイル名のバリデーション

ファイル名を扱う際には、特定のルールや制約を守る必要があります。

これにより、ファイルの作成や管理がスムーズに行えます。

以下では、ファイル名のバリデーションに関する具体的な方法について解説します。

ファイル名に使用できない文字のチェック

ファイル名には、使用できない特殊文字が存在します。

これらの文字を含むファイル名を作成しようとすると、エラーが発生する可能性があります。

以下の例では、使用できない文字をリスト化し、ファイル名に含まれていないかをチェックしています。

import re
def is_valid_filename(filename):
    # 使用できない文字のリスト
    invalid_chars = r'[<>:"/\\|?*]'
    if re.search(invalid_chars, filename):
        return False
    return True
fileName = "valid_file.txt"
if is_valid_filename(fileName):
    print(f"{fileName} は有効なファイル名です。")
else:
    print(f"{fileName} は無効なファイル名です。")

このコードを実行すると、valid_file.txtが有効なファイル名であることが確認できます。

ファイル名の長さ制限に対応する方法

ファイル名には、オペレーティングシステムによって長さ制限があります。

一般的には、255文字以内が推奨されます。

以下の例では、ファイル名の長さをチェックし、制限を超えている場合はエラーメッセージを表示します。

def check_filename_length(filename):
    max_length = 255
    if len(filename) > max_length:
        return False
    return True
fileName = "a" * 256 + ".txt"  # 256文字のファイル名
if check_filename_length(fileName):
    print(f"{fileName} は有効なファイル名です。")
else:
    print(f"{fileName} は長すぎるため無効なファイル名です。")

このコードを実行すると、ファイル名が長すぎるため無効であることが確認できます。

ファイル名の重複を避けるための工夫

同じ名前のファイルが既に存在する場合、新しいファイルを作成する際に重複を避ける必要があります。

以下の例では、ファイル名が重複している場合に連番を付けて新しいファイル名を生成しています。

import os
def get_unique_filename(directory, base_name):
    counter = 1
    fileName = f"{base_name}.txt"
    while os.path.exists(os.path.join(directory, fileName)):
        fileName = f"{base_name}_{counter}.txt"
        counter += 1
    return fileName
directory = "target_directory"
baseName = "file"
uniqueFileName = get_unique_filename(directory, baseName)
print(f"ユニークなファイル名: {uniqueFileName}")

このコードを実行すると、target_directory内で重複しないファイル名が生成されます。

正規表現を使ったファイル名の検証

正規表現を使用することで、より複雑なファイル名の検証が可能です。

以下の例では、ファイル名が特定のパターンに従っているかをチェックしています。

ここでは、英数字とアンダースコアのみを許可する例を示します。

def is_valid_filename_regex(filename):
    pattern = r'^[\w]+\.txt$'  # 英数字とアンダースコアのみ、拡張子は.txt
    if re.match(pattern, filename):
        return True
    return False
fileName = "valid_file_123.txt"
if is_valid_filename_regex(fileName):
    print(f"{fileName} は有効なファイル名です。")
else:
    print(f"{fileName} は無効なファイル名です。")

このコードを実行すると、valid_file_123.txtが有効なファイル名であることが確認できます。

正規表現を使うことで、より柔軟なファイル名の検証が可能になります。

まとめ

この記事では、Pythonを使用してファイル名を動的に生成したり、リネームしたりする方法について詳しく解説しました。

また、ファイル名に日付や時刻を含める方法や、ディレクトリ操作、ファイル名のバリデーションについても触れました。

これらの知識を活用することで、ファイル管理をより効率的に行うことができるでしょう。

ぜひ、実際のプロジェクトや日常のタスクにこれらのテクニックを取り入れて、ファイル操作をスムーズに進めてみてください。