M7　檔案與路徑

1程式怎樣找到檔案 How a program finds a file

M0 起，我們一直這樣讀檔：

Path("book.json").read_text(encoding="utf-8")

只寫了檔名，Python 怎知道去哪裏找？答案是：它在目前的工作目錄（working directory）裏找。檔案不在那裏，就會報：

FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: 'book.json'

這是讀檔最常見的錯誤。通常不是檔案不見了，而是程式在另一個資料夾裏找。用 Path.cwd() 可以查出目前的工作目錄。

2路徑：絕對與相對 Absolute and relative paths

路徑（path）是檔案的地址，有兩種寫法：

• 絕對路徑：由磁碟的最頂層寫起，在哪裏用都指向同一個檔案。例如 /Users/you/python-course/orders/2026-10-03 門市.yaml（Mac）或 C:\Users\you\python-course\orders\2026-10-03 門市.yaml（Windows）。
• 相對路徑：由工作目錄起計，例如 orders/2026-10-03 門市.yaml。工作目錄不同，它指向的檔案就不同。

練習和課程資料一律用相對路徑：整個 python-course 資料夾搬到別的電腦，相對路徑照樣有效；絕對路徑裏有你的用戶名，換一部電腦就不對了。

3pathlib：把路徑當作物件 pathlib

標準函式庫的 pathlib 把路徑變成一個 Path 物件，用 / 把各段接起來，Mac 和 Windows 都寫法一樣：

from pathlib import Path

p = Path("data") / "orders" / "2026-10-01 門市.yaml"

p.name       # '2026-10-01 門市.yaml'：檔名
p.stem       # '2026-10-01 門市'：不含副檔名
p.suffix     # '.yaml'：副檔名
p.parent     # Path('data/orders')：所在的資料夾
p.exists()   # 檔案存在嗎？

列出一個資料夾裏的某類檔案，用 glob()；它的次序不固定，所以通常再用 sorted() 排好：

for f in sorted(Path("data/orders").glob("*.yaml")):
    print(f.name)

4讀和寫 Reading and writing

整個檔案一次讀入或寫出，用 read_text() 和 write_text()：

text = Path("book.yaml").read_text(encoding="utf-8")
Path("note.txt").write_text("今天賣出 7 本書\n", encoding="utf-8")

要一行一行處理（例如很大的記錄檔），用 with open(...)。with 保證用完之後檔案一定會關上，即使中途出錯：

with open("log.txt", encoding="utf-8") as f:
    for line in f:
        print(line.strip())      # strip() 去掉行尾的換行字元

open() 的第二個參數是模式：

with open("log.txt", "w", encoding="utf-8") as f: f.write("第一行\n")
with open("log.txt", "w", encoding="utf-8") as f: f.write("第二行\n")
# log.txt 現在只有「第二行」

把 Python 物件寫成 JSON 檔時，記得 ensure_ascii=False，否則中文會變成 \u770b\u5f97… 這樣的轉義碼（M8 會詳細講）：

Path("report.json").write_text(json.dumps(report, ensure_ascii=False, indent=2), encoding="utf-8")

5文字編碼 Text encoding

檔案裏存的其實不是文字，而是位元組（bytes）。把文字變成位元組的規則叫做編碼（encoding）。同一個「看」字，用不同的編碼存，位元組就不同：

"看".encode("utf-8")    # b'\xe7\x9c\x8b'：3 個位元組
"看".encode("big5")     # b'\xac\xdd'：2 個位元組

flowchart LR
    T1["文字<br/>看得見的資料"] -->|"編碼 encode<br/>（寫檔）"| B["位元組<br/>b'\xac\xdd…'"]
    B -->|"解碼 decode<br/>（讀檔）"| T2["文字"]
    B -.->|"用錯編碼解碼"| E["UnicodeDecodeError<br/>或亂碼"]
    classDef v fill:#ffffff,stroke:#d3d1cb,color:#37352f
    classDef b fill:#f1f1ef,stroke:#d3d1cb,color:#37352f
    classDef err fill:#fdebec,stroke:#c4423d,color:#5d1715
    class T1,T2 v
    class B b
    class E err

如今幾乎所有新檔案都用 UTF-8，它能表示世界上所有文字。但舊系統（例如一些舊的收銀機、會計軟件）匯出的繁體中文檔案，常常用 Big5。用 UTF-8 去讀 Big5 檔，就會報：

UnicodeDecodeError: 'utf-8' codec can't decode byte 0xac in position 0: invalid start byte

意思是：第 0 個位元組 0xac 不是合法的 UTF-8。知道檔案是 Big5，就這樣讀：

Path("legacy.txt").read_text(encoding="big5")

6notebook 的工作目錄 A notebook's working directory

在 JupyterLab 和 VS Code 裏打開 notebook，工作目錄就是 notebook 所在的資料夾。所以本課一直叫你把資料檔和 notebook 放在一起。

.py 檔則不同。在終端機執行 uv run python tools/report.py，工作目錄是終端機當時所在的資料夾，不是 report.py 所在的 tools/。腳本裏寫 Path("orders.yaml")，就會在錯的地方找。要找「和腳本放在一起」的檔案，用腳本自己的位置：

HERE = Path(__file__).parent          # 這個 .py 檔所在的資料夾
orders = HERE / "orders.yaml"

（__file__ 只在 .py 檔裏有；notebook 裏沒有，也不需要。）

7容易混淆 Easily confused

8動手：三間分店的訂單 Hands-on: orders from three branches

1. 下載 m7-branch-orders.ipynb 和 m7-orders.zip，放進 python-course 資料夾（zip 不用自己解壓，notebook 第一格會做）；
2. 執行 uv run jupyter lab，打開 notebook，逐格執行。

小書店多了兩間分店，每日把訂單各自存成一個 YAML 檔，檔名有日期和分店名；舊門市的收銀機還匯出了一份 Big5 編碼的銷售記錄。你要列出所有訂單檔、逐個讀入合併、處理那份 Big5 檔，最後把匯總寫成 JSON 和一份文字報告，而且不覆寫已有的報告。