Pythonでファイルの存在を確認する方法｜os.path・pathlib・try/except

結論

ファイルが存在するかを確認するには、標準ライブラリの os.path.isfile() を使います。パスが存在する通常ファイルを指していれば True、そうでなければ False を返します。パスが見つからなくてもエラーは発生しません。

import os

# Create one file so the example has something to find.
with open("notes.txt", "w") as f:
    f.write("hello\n")

print(os.path.isfile("notes.txt"))    # True
print(os.path.isfile("missing.txt"))  # False

絶対パス（/home/ada/notes.txt や C:\Users\Ada\notes.txt など）を渡さない限り、パスはプログラムを実行しているフォルダ（カレントディレクトリ）を基準に解釈されます。

このページでは、存在を確かめる別の方法とその違い、そして確認すべきでないケースを順に説明します。

os.path.exists・isfile・isdir の違い

os.path モジュールには関連する3つの確認関数があり、それぞれ少しずつ違うことを調べます。

ディレクトリが絡むと、違いがすぐに表れます。

import os

os.makedirs("reports", exist_ok=True)
with open("reports/summary.txt", "w") as f:
    f.write("all good\n")

for path in ["reports", "reports/summary.txt", "reports/old.txt"]:
    print(path, os.path.exists(path), os.path.isfile(path), os.path.isdir(path))

出力：

reports True False True
reports/summary.txt True True False
reports/old.txt False False False

reports はフォルダなのに、os.path.exists("reports") は True になります。そのパスをファイルとして読むつもりなら、exists は適切な確認ではありません。ディレクトリでも通過してしまい、その後の open("reports") が失敗します（Linux と macOS では IsADirectoryError、Windows では PermissionError）。ファイルを確認したいなら isfile、フォルダなら isdir を選びましょう。

この3つの os.path 関数について、さらに2つ知っておくべき点があります。

• シンボリックリンクはリンク先までたどられます。実在するファイルを指すリンクはファイルとして扱われ、リンク切れ（リンク先が消えている）の場合は3つとも False を返します。
• フォルダの中を見る権限が Python にない場合、PermissionError を送出せずに False を返します。つまり False は厳密な「存在しない」ではなく、「見つからない、またはアクセスできない」という意味です。

pathlib で確認する

pathlib は標準ライブラリに含まれるオブジェクト指向のパス API で、新しいコードの多くはこちらを使います。Path オブジェクトは同じ3つの確認をメソッドとして持っています。

from pathlib import Path

folder = Path("reports")
folder.mkdir(exist_ok=True)

summary = folder / "summary.txt"
summary.write_text("all good\n")

print(summary.exists())    # True
print(summary.is_file())   # True
print(summary.is_dir())    # False
print(folder.is_dir())     # True
print((folder / "old.txt").exists())  # False

Path.exists()、Path.is_file()、Path.is_dir() は、os.path.exists、isfile、isdir と同じように動作します。/ 演算子は OS に合った区切り文字でパスの要素をつなぐので、folder / "summary.txt" は Windows、macOS、Linux のどれでも動きます。Path オブジェクトを使った読み書きについては ファイル操作 を参照してください。

どちらを使えばよいでしょうか。コードのほかの部分がすでに Path オブジェクトを受け渡しているなら、pathlib で統一しましょう。普通の文字列と os の関数で書いているなら、os.path.isfile でもまったく問題ありません。返ってくる答えは同じです。

先に確認するのが間違いになる理由

ファイルの存在を確認するいちばんよくある理由は、そのあとでファイルを開くためです。

import os

if os.path.isfile("config.txt"):
    with open("config.txt") as f:      # the file might be gone by now
        settings = f.read()
else:
    settings = ""

このコードには隙間があります。isfile() を呼んでから open() を呼ぶまでの間に、別のプログラムや別のスレッド、あるいはユーザーがファイルを削除したり名前を変えたりするかもしれません。確認では True だったのに open は失敗し、結局プログラムは FileNotFoundError で落ちます。この隙間は競合状態（レースコンディション）、または TOCTOU（time of check to time of use）と呼ばれます。自分のノートPCではめったに起きませんが、複数のプロセスが同じフォルダを共有する忙しいサーバーではずっと起きやすくなります。

解決策は、個別の確認をやめて open() そのものに確認させることです。ファイルがなければ Python は FileNotFoundError を送出するので、それを except で処理します。

def read_settings(path):
    try:
        with open(path) as f:
            return f.read().strip()
    except FileNotFoundError:
        return "(no settings file, using defaults)"

with open("config.txt", "w") as f:
    f.write("theme=dark\n")

print(read_settings("config.txt"))
print(read_settings("other.txt"))

出力：

theme=dark
(no settings file, using defaults)

操作が2つから1つになったので、競合する余地がありません。このスタイルは Python コミュニティで EAFP（easier to ask forgiveness than permission、「認可をとるより許しを請う方が容易」）と呼ばれています。先に確認する逆のスタイルは LBYL（look before you leap、「転ばぬ先の杖」）です。ファイルを開くその瞬間の答えを知っているのは OS だけなので、ファイル操作では Python は EAFP を好みます。

失敗の原因は FileNotFoundError だけではありません。パスがディレクトリなら IsADirectoryError（Windows では PermissionError）、読み取り権限のないファイルなら PermissionError が発生します。この3つはどれも OSError のサブクラスなので、except OSError: と書けば「開けなかった」ケースをまとめて捕捉できます。特定のエラーだけを捕まえるか、系統ごと捕まえるかの選び方は 例外のページ で解説しています。

単純な確認で問題ない場面

先に確認するのが常に間違いというわけではありません。答えだけが必要で、次の行でそのファイルを操作するわけではないときには、適切な方法です。

• 表示するメッセージを選ぶ（「保存データが3件見つかりました」）
• 時間のかかる処理を始める前に、ユーザーが入力したパスを検証する
• すでに終わっている処理を飛ばす（答えが古くても、やり直しになるだけで済む場合）

目安はこうです。ファイルを開く、読む、書く、削除するなら、try の中で行います。存在するかを知りたいだけなら、isfile() や Path.is_file() で十分です。

ファイルが存在しない場合だけ作成する

逆の問題もよくあります。「このファイルを書き込みたいが、既存のファイルは決して上書きしたくない」というケースです。素直に書くと、先ほどと同じ競合が生まれます。

if not os.path.exists("report.txt"):
    with open("report.txt", "w") as f:   # another process may create it first
        f.write("new report\n")

モード "x"（排他的作成）なら、2つの手順を1回で行えます。ファイルを作成し、その名前がすでに使われていれば FileExistsError を送出します。

import os

if os.path.exists("report.txt"):
    os.remove("report.txt")   # start from a clean folder for the demo

for attempt in [1, 2]:
    try:
        with open("report.txt", "x") as f:
            f.write("first version\n")
        print(f"attempt {attempt}: created report.txt")
    except FileExistsError:
        print(f"attempt {attempt}: report.txt already exists, left it alone")

出力：

attempt 1: created report.txt
attempt 2: report.txt already exists, left it alone

フォルダの場合は、os.makedirs(path, exist_ok=True) や Path(path).mkdir(parents=True, exist_ok=True) が、ディレクトリと足りない親ディレクトリをまとめて作成し、すでにあれば何もしません。先に isdir() を呼ぶ必要はありません。

よくある間違い

• ファイルを確認したいのに exists() を使う。 同じ名前のディレクトリでも確認を通過してしまいます。isfile() か Path.is_file() を使いましょう。
• 相対パスの基準を忘れる。 "data.txt" はカレントディレクトリで探されます。これはプログラムを起動した場所であり、スクリプトが置かれたフォルダとは限りません。スクリプトと同じ場所にあるファイルを探すには、Path(__file__).parent からパスを組み立てます。
• 確認してから開く。 その間にファイルが変わる可能性があります。try の中で開き、FileNotFoundError を処理しましょう。
• あらゆる例外を捕捉する。 open() を except Exception: で囲むと、ファイルを読むコードのタイプミスやバグまで隠れてしまいます。FileNotFoundError か OSError を捕捉しましょう。