Rubyでのファイルの読み込み方・ファイルへのデータ追加方法も解説

プログラミングでは、データの保存や読み込みのためにファイル操作が必要不可欠です。この記事では、Rubyでのファイル操作について、初心者の方にも分かりやすく解説していきます。

ファイル操作の基礎知識
1. Fileクラスとは
2. ファイルを開くときのモード
ファイルの読み込み方法
エラー処理とベストプラクティス
ファイルの高度な操作テクニック
1. CSVファイルの操作
2. ファイルのバックアップと安全な書き込み
まとめ

ファイル操作の基礎知識

Fileクラスとは

Rubyでファイルを扱う際は、「File」というクラスを使用します。このクラスを使うことで、以下のような操作が可能になります：

ファイルの読み込み
ファイルへの書き込み
ファイルの作成
ファイルの削除

ファイルを開くときのモード

ファイルを開く際には、どのような操作を行うかを「モード」として指定する必要があります：

モード	説明	用途
“r”	読み込み専用	既存ファイルの内容を読む
“w”	書き込み専用	新規作成または上書き
“a”	追記モード	既存ファイルに追加
“r+”	読み書き両用	読み込みと書き込みの両方

ファイルの読み込み方法

基本的な読み込み

# ファイル全体を一度に読み込む
File.open("sample.txt", "r") do |file|
  content = file.read
  puts content
end

この方法は以下のような場面で使用されます：

設定ファイルの読み込み
テンプレートファイルの読み込み
ログファイルの解析

1行ずつ読み込む

File.open("sample.txt", "r") do |file|
  file.each_line do |line|
    puts "読み込んだ行: #{line.chomp}"
  end
end

実践的なファイル読み込みパターン

ファイルの内容を解析して処理する例を見ていきましょう：

class LogAnalyzer
  def initialize(file_path)
    @file_path = file_path
  end

  def analyze_errors
    error_count = 0
    error_messages = []

    File.open(@file_path, "r") do |file|
      file.each_line do |line|
        if line.include?("ERROR")
          error_count += 1
          error_messages << line.chomp
        end
      end
    end

    puts "エラー件数: #{error_count}"
    puts "\nエラー内容:"
    error_messages.each { |msg| puts msg }
  end
end

# 使用例
analyzer = LogAnalyzer.new("application.log")
analyzer.analyze_errors

このようなコードは以下の場面で活用されます：

Webアプリケーションのログ解析
システムエラーの監視
アクセスログの集計

CSVファイルの読み込み

require 'csv'

class CSVProcessor
  def initialize(file_path)
    @file_path = file_path
  end

  def process_data
    CSV.foreach(@file_path, headers: true) do |row|
      # 各行のデータを処理
      puts "名前: #{row['name']}"
      puts "年齢: #{row['age']}"
      puts "メール: #{row['email']}"
      puts "---"
    end
  end

  def calculate_average_age
    total_age = 0
    count = 0

    CSV.foreach(@file_path, headers: true) do |row|
      total_age += row['age'].to_i
      count += 1
    end

    average = total_age.to_f / count
    puts "平均年齢: #{average.round(2)}歳"
  end
end

CSVファイルの処理は以下のような業務でよく使用されます：

顧客データの一括処理
売上データの集計
データの移行作業
エクセルから出力したデータの処理

大容量ファイルの効率的な読み込み

class LargeFileProcessor
  def initialize(file_path)
    @file_path = file_path
  end

  def process_in_chunks
    chunk_size = 1024 * 1024  # 1MBずつ読み込む

    File.open(@file_path, "r") do |file|
      while chunk = file.read(chunk_size)
        # チャンクごとの処理
        process_chunk(chunk)

        # メモリ使用状況を表示
        puts "メモリ使用量: #{get_memory_usage}MB"
      end
    end
  end

  private

  def process_chunk(chunk)
    # 実際の処理をここに書く
    # 例: 特定のパターンを検索
    matches = chunk.scan(/pattern/)
    puts "マッチ数: #{matches.size}"
  end

  def get_memory_usage
    `ps -o rss= -p #{Process.pid}`.to_i / 1024
  end
end

エラー処理とベストプラクティス

安全なファイル操作

ファイル操作では適切なエラー処理が重要です。以下のようなパターンを使うことで、安全にファイル操作を行えます：

def safe_file_operation(file_path)
  begin
    File.open(file_path, 'r') do |file|
      yield file if block_given?
    end
  rescue Errno::ENOENT
    puts "ファイルが見つかりません: #{file_path}"
  rescue Errno::EACCES
    puts "ファイルにアクセスする権限がありません"
  rescue => e
    puts "予期せぬエラーが発生しました: #{e.message}"
  end
end

# 使用例
safe_file_operation('config.txt') do |file|
  file.each_line do |line|
    puts line.chomp
  end
end

大容量ファイルの処理

大きなファイルを扱う場合は、メモリ効率を考慮した処理が必要です：

class LargeFileProcessor
  def initialize(file_path)
    @file_path = file_path
    @chunk_size = 1024 * 1024  # 1MBずつ処理
  end

  def process_in_chunks
    File.open(@file_path, 'r') do |file|
      until file.eof?
        chunk = file.read(@chunk_size)
        process_chunk(chunk)
      end
    end
  end

  private

  def process_chunk(chunk)
    # チャンク単位の処理をここに実装
    puts "チャンクサイズ: #{chunk.bytesize} bytes"
  end
end

ファイル書き込みの自動クローズ

ブロックを使用することで、ファイルの自動クローズが保証されます：

def append_log(message)
  File.open('application.log', 'a') do |log|
    timestamp = Time.now.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')
    log.puts "#{timestamp} - #{message}"
  end
end

# 使用例
append_log('アプリケーションを起動しました')
append_log('ユーザーがログインしました')

このパターンを使うことで、例外が発生してもファイルが確実にクローズされます。

ファイルの高度な操作テクニック

CSVファイルの操作

CSVファイルは業務でよく使用されるファイル形式です。Rubyには専用のCSVライブラリが用意されています：

require 'csv'

class CSVHandler
  def initialize(file_path)
    @file_path = file_path
  end

  def read_and_process
    CSV.foreach(@file_path, headers: true) do |row|
      # 各行を処理
      name = row['name']
      age = row['age']

      # データの加工や検証
      if age.to_i >= 20
        puts "#{name}さんは成人です"
      else
        puts "#{name}さんは未成年です"
      end
    end
  end

  def write_data(data_array)
    CSV.open(@file_path, 'w') do |csv|
      # ヘッダーを書き込む
      csv << ['name', 'age', 'email']

      # データを書き込む
      data_array.each do |person|
        csv << [person[:name], person[:age], person[:email]]
      end
    end
  end
end

ファイルのバックアップと安全な書き込み

データの安全性を確保するための実装例：

class SafeFileWriter
  def initialize(file_path)
    @file_path = file_path
    @backup_path = "#{file_path}.bak"
  end

  def write_safely(content)
    # バックアップを作成
    if File.exist?(@file_path)
      FileUtils.cp(@file_path, @backup_path)
    end

    begin
      File.open(@file_path, 'w') do |file|
        file.write(content)
      end
      # 成功したらバックアップを削除
      File.delete(@backup_path) if File.exist?(@backup_path)
      true
    rescue => e
      # エラー時はバックアップから復元
      FileUtils.cp(@backup_path, @file_path) if File.exist?(@backup_path)
      puts "エラーが発生しました: #{e.message}"
      false
    end
  end
end

このような安全な書き込み処理は、以下のような場面で重要です：