Pythonでフォルダ内のファイル名を取得する方法｜初心者でもわかる完全ガイド

1. はじめに

2. osモジュールを使った基本的なファイル名取得方法

os.listdir()関数の基本的な使い方

import os

# フォルダ内のファイルとディレクトリを取得
folder_path = "sample_folder"
items = os.listdir(folder_path)

print("フォルダ内の項目:")
print(items)

ファイル名のみを抽出する方法

import os

# フォルダ内のファイル名のみを取得
folder_path = "sample_folder"
files = [f for f in os.listdir(folder_path) if os.path.isfile(os.path.join(folder_path, f))]

print("フォルダ内のファイル:")
print(files)

使用例

import os

# 画像ファイルを取得
folder_path = "images"
image_files = [f for f in os.listdir(folder_path) if f.endswith((".png", ".jpg", ".jpeg"))]

print("画像ファイル一覧:")
print(image_files)

この方法の利点

• シンプルで分かりやすい。
• Python標準ライブラリだけで実装可能。
• 小規模なフォルダ内のファイル操作に最適。

注意点

• 隠しファイルや特殊なファイル名が含まれる場合があるため、必要に応じてフィルタリングを行う必要があります。
• 大規模なディレクトリで使用するとパフォーマンスに影響を及ぼす可能性があります。

3. ワイルドカード検索が可能なglobモジュールの活用

globモジュールの基本的な使い方

import glob

# フォルダ内のすべてのファイルを取得
folder_path = "sample_folder"
files = glob.glob(f"{folder_path}/*")

print("フォルダ内のファイル:")
print(files)

特定のパターンに一致するファイルを取得

import glob

# 指定した拡張子のファイルを取得
folder_path = "sample_folder"
text_files = glob.glob(f"{folder_path}/*.txt")

print("テキストファイル一覧:")
print(text_files)

import glob

# 複数の拡張子を指定してファイルを取得
folder_path = "sample_folder"
files = glob.glob(f"{folder_path}/*.txt") + glob.glob(f"{folder_path}/*.csv")

print("テキストとCSVファイル一覧:")
print(files)

再帰的にファイルを取得

import glob

# サブディレクトリ内のすべてのファイルを再帰的に取得
folder_path = "sample_folder"
files = glob.glob(f"{folder_path}/**/*", recursive=True)

print("サブディレクトリ内のすべてのファイル:")
print(files)

ワイルドカードの使用例

• *：任意の文字列を表す。
• ?：任意の1文字を表す。
• [abc]：括弧内の任意の文字を表す。

import glob

# ファイル名が"data"で始まる任意のファイルを取得
folder_path = "sample_folder"
files = glob.glob(f"{folder_path}/data*")

print("dataで始まるファイル一覧:")
print(files)

利点と用途

• 柔軟なパターン指定が可能で、ファイル名の検索に特化している。
• osモジュールと比較して、コードが簡潔になる。
• 再帰検索が簡単に行える。

注意点

• パターンに一致しない場合は空のリストが返されるため、結果の確認が必要です。
• 再帰検索で膨大な数のファイルが取得される可能性があるため、適切にフィルタリングすることを推奨します。

4. オブジェクト指向的に操作するpathlibモジュール

pathlibモジュールの基本的な使い方

from pathlib import Path

# フォルダ内の項目を取得
folder_path = Path("sample_folder")
items = list(folder_path.iterdir())

print("フォルダ内の項目:")
print(items)

ファイル名のみを抽出

from pathlib import Path

# フォルダ内のファイルを取得
folder_path = Path("sample_folder")
files = [f for f in folder_path.iterdir() if f.is_file()]

print("フォルダ内のファイル:")
print(files)

拡張子でフィルタリング

from pathlib import Path

# フォルダ内の特定拡張子を持つファイルを取得
folder_path = Path("sample_folder")
text_files = [f for f in folder_path.iterdir() if f.is_file() and f.suffix == ".txt"]

print("テキストファイル:")
print(text_files)

再帰的にファイルを取得

from pathlib import Path

# サブディレクトリ内のすべてのファイルを取得
folder_path = Path("sample_folder")
files = list(folder_path.rglob("*"))

print("サブディレクトリ内のすべてのファイル:")
print(files)

from pathlib import Path

# サブディレクトリ内の特定拡張子を持つファイルを取得
folder_path = Path("sample_folder")
text_files = list(folder_path.rglob("*.txt"))

print("再帰的に取得したテキストファイル:")
print(text_files)

利点と用途

• オブジェクト指向で直感的なコードが書ける。
• 再帰的な操作やフィルタリングが簡単に実現できる。
• Python 3.4以降で使用可能で、最新のPythonでは推奨されるモジュール。

注意点

• サポートされていないPythonのバージョン（3.4未満）では使用できません。
• 大規模なディレクトリ操作ではパフォーマンスに注意が必要です。

5. サブディレクトリ内のファイルを再帰的に取得する方法

os.walk()を使った方法

import os

# サブディレクトリ内のすべてのファイルを取得
folder_path = "sample_folder"

for root, dirs, files in os.walk(folder_path):
    for file in files:
        print(f"ファイル: {os.path.join(root, file)}")

• os.walk()は、(フォルダパス, サブフォルダリスト, ファイルリスト)をタプルとして返します。
• os.path.join()を使って、ファイルのフルパスを作成しています。

ファイルリストをまとめて取得

import os

# サブディレクトリ内のすべてのファイルをリストに格納
folder_path = "sample_folder"
all_files = []

for root, dirs, files in os.walk(folder_path):
    for file in files:
        all_files.append(os.path.join(root, file))

print("サブディレクトリ内のすべてのファイル:")
print(all_files)

特定の拡張子を持つファイルのみ取得

import os

# サブディレクトリ内の特定の拡張子を持つファイルを取得
folder_path = "sample_folder"
txt_files = []

for root, dirs, files in os.walk(folder_path):
    for file in files:
        if file.endswith(".txt"):
            txt_files.append(os.path.join(root, file))

print("テキストファイル:")
print(txt_files)

globモジュールを使った再帰的な取得

import glob

# 再帰的にすべてのファイルを取得
folder_path = "sample_folder"
all_files = glob.glob(f"{folder_path}/**/*", recursive=True)

print("再帰的に取得したファイル:")
print(all_files)

import glob

# 再帰的に特定の拡張子を持つファイルを取得
folder_path = "sample_folder"
txt_files = glob.glob(f"{folder_path}/**/*.txt", recursive=True)

print("再帰的に取得したテキストファイル:")
print(txt_files)

pathlibモジュールを使った再帰的な取得

from pathlib import Path

# 再帰的にすべてのファイルを取得
folder_path = Path("sample_folder")
all_files = list(folder_path.rglob("*"))

print("再帰的に取得したファイル:")
print(all_files)

from pathlib import Path

# 再帰的に特定の拡張子を持つファイルを取得
folder_path = Path("sample_folder")
txt_files = list(folder_path.rglob("*.txt"))

print("再帰的に取得したテキストファイル:")
print(txt_files)

各方法の比較

6. 特定条件でのファイル名フィルタリングと応用例

拡張子でのフィルタリング

import os

# 指定した拡張子のファイルを取得
folder_path = "sample_folder"
txt_files = [f for f in os.listdir(folder_path) if f.endswith(".txt")]

print("テキストファイル:")
print(txt_files)

from pathlib import Path

# 拡張子が.txtのファイルを取得
folder_path = Path("sample_folder")
txt_files = [f for f in folder_path.iterdir() if f.suffix == ".txt"]

print("テキストファイル:")
print(txt_files)

ファイル名に特定の文字列を含む場合

import os

# ファイル名に"report"を含むファイルを取得
folder_path = "sample_folder"
report_files = [f for f in os.listdir(folder_path) if "report" in f]

print("reportを含むファイル:")
print(report_files)

正規表現を使った高度なフィルタリング

import os
import re

# ファイル名が数字のみで構成されたファイルを取得
folder_path = "sample_folder"
pattern = re.compile(r"^\d+$")

files = [f for f in os.listdir(folder_path) if pattern.match(f)]

print("数字のみのファイル名:")
print(files)

ファイルサイズでフィルタリング

import os

# サイズが1MB以上のファイルを取得
folder_path = "sample_folder"
large_files = [f for f in os.listdir(folder_path) if os.path.getsize(os.path.join(folder_path, f)) > 1 * 1024 * 1024]

print("1MB以上のファイル:")
print(large_files)

応用例

import os

# ファイルを拡張子で分類
folder_path = "sample_folder"
files_by_extension = {}

for f in os.listdir(folder_path):
    ext = os.path.splitext(f)[1]  # 拡張子を取得
    if ext not in files_by_extension:
        files_by_extension[ext] = []
    files_by_extension[ext].append(f)

print("拡張子ごとの分類:")
print(files_by_extension)

import os
import time

# 一週間以内に更新されたファイルを取得
folder_path = "sample_folder"
one_week_ago = time.time() - 7 * 24 * 60 * 60

recent_files = [f for f in os.listdir(folder_path) if os.path.getmtime(os.path.join(folder_path, f)) > one_week_ago]

print("最近更新されたファイル:")
print(recent_files)

各方法の用途と利便性

7. 実践例：取得したファイル名リストの使い方

ファイル内容の一括処理

import os

# フォルダ内のテキストファイルを取得
folder_path = "sample_folder"
text_files = [f for f in os.listdir(folder_path) if f.endswith(".txt")]

# ファイル内容をまとめて読み込む
all_content = ""
for file in text_files:
    with open(os.path.join(folder_path, file), "r", encoding="utf-8") as f:
        all_content += f.read() + "
"

print("すべてのテキストファイルの内容:")
print(all_content)

ファイルのリネーム

import os

# フォルダ内のファイルを取得
folder_path = "sample_folder"
files = os.listdir(folder_path)

# ファイル名にプレフィックスを追加
for file in files:
    old_path = os.path.join(folder_path, file)
    new_path = os.path.join(folder_path, f"new_{file}")
    os.rename(old_path, new_path)

print("ファイル名を変更しました。")

ファイルリストの保存

import os

# フォルダ内のファイルを取得
folder_path = "sample_folder"
files = os.listdir(folder_path)

# ファイル名をテキストファイルに保存
with open("file_list.txt", "w", encoding="utf-8") as f:
    for file in files:
        f.write(file + "
")

print("ファイル名リストを保存しました。")

import os
import csv

# フォルダ内のファイルを取得
folder_path = "sample_folder"
files = os.listdir(folder_path)

# ファイル名をCSVに保存
with open("file_list.csv", "w", encoding="utf-8", newline="") as csvfile:
    writer = csv.writer(csvfile)
    writer.writerow(["ファイル名"])  # ヘッダーを追加
    for file in files:
        writer.writerow([file])

print("ファイル名リストをCSVに保存しました。")

ファイルのバックアップ作成

import os
import shutil

# フォルダ内のファイルを取得
source_folder = "sample_folder"
backup_folder = "backup_folder"
os.makedirs(backup_folder, exist_ok=True)

files = os.listdir(source_folder)

# ファイルをバックアップフォルダにコピー
for file in files:
    shutil.copy(os.path.join(source_folder, file), os.path.join(backup_folder, file))

print("バックアップを作成しました。")

特定のファイルに処理を限定する

import os

# フォルダ内の特定の拡張子を持つファイルを削除
folder_path = "sample_folder"
files = [f for f in os.listdir(folder_path) if f.endswith(".tmp")]

for file in files:
    os.remove(os.path.join(folder_path, file))

print("不要なファイルを削除しました。")

応用シナリオ

• データ収集：大量のCSVファイルを取得して、データを統合。
• ログ管理：古いログファイルを特定して削除。
• 画像処理：特定のフォルダ内の画像に対してリサイズや変換を実施。

8. トラブルシューティング：エラー解消のヒント

エラー1: フォルダが見つからない

• フォルダパスが間違っている。
• フォルダが削除されている。

• os.path.exists()やpathlib.Path.exists()でフォルダが存在するか確認します。

import os

folder_path = "sample_folder"

if not os.path.exists(folder_path):
    print(f"エラー: フォルダが見つかりません ({folder_path})")
else:
    print("フォルダが存在します。")

エラー2: ファイル操作時の権限エラー

• ファイルまたはフォルダにアクセス権がない。
• ファイルが他のプロセスによってロックされている。

• アクセス権限を確認して修正します。
• ファイルが使用中でないか確認します。

import os

file_path = "sample_folder/sample_file.txt"

try:
    with open(file_path, "r", encoding="utf-8") as f:
        content = f.read()
        print(content)
except PermissionError:
    print(f"エラー: ファイルにアクセスする権限がありません ({file_path})")

エラー3: ファイルパスが長すぎる

• Windowsで「長いパス」をサポートする設定を有効化します。
• ファイルやフォルダ名を短縮します。

import os

# 長いパスを短縮
long_path = "a/very/long/path/to/a/folder/with/a/long/file_name.txt"
short_path = os.path.basename(long_path)
print(f"短縮パス: {short_path}")

エラー4: 特殊文字を含むファイル名の処理

• ファイル名を正規化します。
• 非ASCII文字を削除または置換します。

import os

file_path = "sample_folder/サンプル file!.txt"
normalized_file_path = file_path.replace(" ", "_").replace("!", "")
print(f"正規化されたファイル名: {normalized_file_path}")

エラー5: メモリ不足エラー

• ファイルを一括処理するのではなく、少量ずつ分割して処理します。
• ファイルリストを生成する際にジェネレータを使用します。

import os

def get_files(folder_path):
    for root, _, files in os.walk(folder_path):
        for file in files:
            yield os.path.join(root, file)

folder_path = "sample_folder"
for file in get_files(folder_path):
    print(f"処理中: {file}")

エラー6: ファイルがロックされている

• ファイルを使用しているプロセスを特定して終了します。
• ファイルが解放されるまで待機します。

エラー7: UnicodeDecodeError

• エンコーディングを指定してファイルを開きます。
• chardetライブラリを使用してエンコーディングを検出します。

import os

file_path = "sample_folder/sample_file.txt"

try:
    with open(file_path, "r", encoding="utf-8") as f:
        content = f.read()
        print(content)
except UnicodeDecodeError:
    print(f"エラー: ファイルのエンコーディングが不明です ({file_path})")

まとめ

9. まとめ

使用した手法の特徴と使い分け

活用例の振り返り

• ファイルリストの作成：osモジュールやglobモジュールを活用して、フォルダ内のすべてのファイルをリスト化。
• 特定条件でのフィルタリング：拡張子や名前、正規表現を用いて必要なファイルのみを選択。
• ファイルの一括処理：取得したファイルリストを用いて、内容の読み込みや書き込みを効率化。
• 応用的な操作：リネーム、バックアップ作成、不要ファイルの削除など。

トラブルシューティングの重要性

• ファイルやフォルダの存在確認を事前に行う。
• アクセス権限や特殊文字への対応を考慮する。
• 大量のファイルを扱う際のメモリ不足やパフォーマンスに注意する。

Pythonでのファイル名取得をマスターする利点

1. 業務効率化：定型作業やデータ整理の自動化。
2. 柔軟性：多様な条件でファイルを操作可能。
3. スケーラビリティ：小規模から大規模なデータセットまで対応可能。

最後に