Python基础（八）文件和异常

太过爱你忘了你带给我的痛 2023-10-09 12:32 16阅读 0赞

### Python基础（八） 文件和异常 ###

*  1从文件中读取数据
 *   *  1.1读取整个文件
     *  1.2逐行读取
     *  1.3创建一个包含文件各行内容的列表
     *  1.4Python可以处理包含一百万位的大型文件，没有任何的限制，只要系统的内存足够多。
 *  2写入文件
 *   *  2.1写入空文件
     *  2.2附加模式
 *  3异常
 *  4存储数据

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***本人是个新手，写下博客用于自我复习、自我总结。  
如有错误之处，请各位大佬指出。  
参考教材：Python编程从入门到实践***

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# 1从文件中读取数据 #

每当需要分析或修改存储在文件中的信息时，读取文件都很有用，对数据分析应用程序来说尤其如此。要使用文本文件中的信息，首先需要将信息读取到内存中。为此，你可以一次性读取文件的全部内容，也可以每次以一行的方式逐步读取。

## 1.1读取整个文件 ##

例如：

with open('pi_digits.txt')as file_object:
    	contents=file_object.read()
    	print(contents.strip())

如果想使用文件，肯定首先需要打开文件，这样才能访问它。函数open()接受一个参数：要打开文件的名称。如这个例子，如果这个文件就在当前目录，则可以直接通过文件名调用。如果这个文件在当前目录的子文件夹中，这样的方法就不行。或者有时可能要打开不在程序文件所属目录中的文件。

这样的情况下，当然需要提供文件路径，它让Python到系统的特定位置去查找。这样就可以分为两种情况，相对文件路径和绝对文件路径。

①相对文件路径：(所需要的文档在当前程序目录的子文件夹中)
    如：with open('text_files\filename.txt')as file_object:
    注：在Linux和OSX中，这里是/↑
    
    ②绝对文件路径：(所需要的文档在其他文件夹中)
    如:file_path='C:\Users\other_files\text_files\filename.txt'
       with open(file_path)as file_object:

其中的关键字with在不再需要访问文件后将其关闭。当然，也可以调用open()和close()来打开和关闭文件，但这样很危险，如果未妥善地关闭文件可能会导致数据丢失或受损。

这一切可以让Python去确定：我们只管打开文件，并在需要时使用它，Python自会在合适的时候自动将其关闭。

我们使用read()方法，可以读取这个文件的全部内容，并将其作为一个长长的字符串存储在变量contents中。这样通过打印contents值，就可将这个文本文件的全部内容显示出来。但是read()到达文件末尾时会返回一个空字符串，而将这个空字符串显示出来的时候就是一个空行。要删除末尾的空行，可在print语句中使用strip()

## 1.2逐行读取 ##

要以每次一行的方式检查文件，可对文件对象使用for循环：

例如：

filename='pi_digits.txt'
    with open(filename)as file_object:
    	for line in file_object:
    		print(line.strip())

## 1.3创建一个包含文件各行内容的列表 ##

因为使用关键字with时，open()返回的文件对象只在with代码块内可用。如果要在with代码块外访问文件的内容，可在with代码块内将文件的各行存储在一个列表中，并在with代码块外使用该列表。这样就可以在with外使用文件的内容。

例如；

filename='pi_digits.txt'
    with open(filename)as file_object:
    	lines=file_object.readlines()
    for line in lines:
    	print(line.strip())

将文件读取到内容中后，就可以以任何方式使用这些数据了。

例如：

filename='pi_digits.txt'
    with open(filename)as file_object:
    	lines=file_object.readlines()
    pi_string=''
    for line in lines:
    	pi_string+=line.strip()
    print(pi_string)
    print(len(pi_string))

注：读取文本文件时，Python将其中的所有文本都解读为字符串。如果你读取的是数字，并要将其作为数值使用，就必须使用函数int()将其转换为整数，或使用float()将其转换为浮点数。

## 1.4Python可以处理包含一百万位的大型文件，没有任何的限制，只要系统的内存足够多。 ##

# 2写入文件 #

保存数据的最简单的方式之一就是将其写入到文件中。通过将输出写入文件，即便关闭包含程序输出的终端窗口，这些输出也依然存在。你可以在程序结束运行后，查看这些输出，可与别人分享输出文件，还可编写程序来将这些输出读取到内存中并进行处理。

## 2.1写入空文件 ##

例如：

filename='programming.txt'
    with open(filename,'w')as file_object:
    	file_object.write("I love programming.")

要将文本写入文件，当然首先还需要open()。但是需要在其中提供另一个实参，来告诉Python你要写入打开的文件。打开文件时，这个实参可指定：读取模式’r’、写入模式’w’、附加模式’a’或既能读取又能写入的模式’r+’。这个实参可以省略，就像10.1中那样，这样的话Python将以默认的只读模式打开文件。

如果需要写入的文件不存在，函数open()将自动创建它。然而，以写入模式’w’打开文件时千万要小心，因为如果指定的文件已经存在，Python将在返回文件对象前清空该文件！

注：Python只能将字符串写入文本文件。要将数值数据存储到文本文件中，必须先使用函数str()将其转换为字符串格式。

## 2.2附加模式 ##

上面提到了一个附加模式’a’，这个附加模式就是，给文件添加内容，而不是覆盖原有的内容。因为’w’模式写入模式会清空之前的文件内容，‘r’只能读取，那么附加只能用’a’！添加的内容都会添加到文件末尾。

比如：

filename='programming.txt'
    with open(filename,'a')as file_object:
    	file_object.write("I love creating apps that can run in a browser.\n")

# 3异常 #

Python使用被称为异常的特殊对象来管理程序执行期间发生的错误。每当发生让Python不知所措的错误时，它都会创建一个异常对象。如果你编写了处理该异常的代码，程序将继续运行；否则程序停止，并显示一个traceback，其中包含有关异常的报告。异常用try-except代码块处理，有时还用try-except-else。这样即便出现了异常，程序也将继续运行，显示你编写的友好的错误信息，而不是traceback。这样很关键，因为traceback中会透露一些程序的信息，如果被不怀好意的人利用，他们就可以根据这些信息对程序进行攻击。也就是说，一定要妥善地处理错误。

例如：

print("Give me two numbers, and I'll divide them.")
    print("Enter 'q' to quit.")
    while True:
    	first_number=input("\nFirst number:")
    	if first_number == 'q':
    		break
    	second_number=input("Second number:")
    	try:
    		answer=int(first_number)/int(second_number)
    	except ZeroDivisionError:
    		print("You can't divide by zero!")
    	else:
    		print(answer)

通过预测可能发生错误的代码，可编写健壮的程序，从而抵挡恶意的攻击。

# 4存储数据 #

很多程序都要求用户输入某种信息，并在用户关闭程序时，保存他们提供的信息；一种简单的方式是使用模块json来存储数据。

例如：

import json
    def get_stored_username():
    	filename='username.json'
    	try:
    		with open(filename)as f_obj:
    			username=json.load(f_obj)
    	except FileNotFoundError:
    		return None
    	else:
    		return username
    def get_new_username():
    	username=input("What is your name")
    	filename='username.json'
    	with open(filename,'w')as f_obj:
    		json.dump(username,f_obj)
    	return username
    def greet_user():
    	username=get_stored_username()
    	if username:
    		print("Welcome back, "+username+"!")
    	else:
    		username=get_new_username()
    		print("We'll remember you when you come back, "+username+"!")
    greet_user()

json.dump()接受两个实参：要存储的数据以及可用于存储数据的文件对象。  
使用json.load()可以将文件中内容读取到内存中。  
上例是重构后的代码。重构就是对代码进行划分，做进一步的改进。重构让代码更清晰、更易于理解、更容易扩展。