Python基础学习day6|文件和异常

文件和异常处理

从文件中读取数据

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，我们可以一次性读取文件的 全部内容，也可以以每次一行的方式逐步读取。

读取整个文件

要读取文件，需要一个包含几行文本的文件。新建一个圆周率后30位的文件为例，保存为pai.txt，同时小数点后是为换行。如下：

3.1415926535
  8979323846
  2643383279

读取该文件的Python文件，file_reader.py。代码如下：

with open('pai.txt') as file_object:  #open()打开文件
    contents = file_object.read()
    print(rstrip(contents))   #rstrip（）去掉空白行

open()函数是以任何方式使用文件，哪怕仅仅是打印其内容，都得先打开文件。它接受一个参数: 要打开的文件的名称。Python在当前执行的文件所在的目录中查找指定的文件。

close()函数是关闭文件。

关键字with在不再需要访问文件后将其关闭。Python方法rstrip()删除字符串末尾的空白。

运行结果：

3.1415926535
  8979323846
  2643383279

文件路径

当你将类似pai.txt这样的简单文件名传递给函数open()时，Python将在当前执行的文件 (即.py程序文件)所在的目录中查找文件。

语法格式：

with open('text_files/filename.txt') as file_object:

通过使用绝对路径，可读取系统任何地方的文件。注意区分相对路径和绝对路径。
绝对路径通常比相对路径更长，因此将其存储在一个变量中，再将该变量传递给open()会有所帮助。在Linux和OS X中，绝对路径类似于下面这样:

file_path = '/home/ehmatthes/other_files/text_files/filename.txt' 
with open(file_path) as file_object:

而在Windows系统中，它们类似于下面这样:

file_path = 'C:\Users\ehmatthes\other_files\text_files\filename.txt' 
with open(file_path) as file_object:

逐行读取

读取文件时，常常需要检查其中的每一行:你可能要在文件中查找特定的信息，或者要以某种方式修改文件中的文本。逐行读取可以理解为遍历、循环等逻辑。所以在读取文件时，可以采用for语句来实现。

filename = 'pai.txt'

with open(filename) as file_object: 
    for line in file_object:
    print(line.rstrip())

创建一个包含文件各行内容的列表

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:你可以立即处理文件的各个部分，也可推迟到程序后面再处理。
下面的示例在with 代码块中将文件pai.txt的各行存储在一个列表中，再在with代码块外打印它们:

filename = 'pai.txt'

with open(filename) as file_object: 
    lines = file_object.readlines()#从文件中读取每一行，并将其存储在一个列表中
#使用一个简单 的for循环来打印lines中的各行
for line in lines:
    print(line.rstrip())

使用文件的内容

将文件读取到内存中后，就可以以任何方式使用这些数据了。

filename = 'pai.txt'

with open(filename) as file_object: 
    lines = file_object.readlines()#从文件中读取每一行，并将其存储在一个列表中

pi_string = ''       #创建一个变量存贮圆周率的值
for line in lines:   #使用一个循环将各行都加入pi_string，并删除每行末尾的换行符
    pi_string += line.strip()
print(pi_string)     #打印这个字符串
print(len(pi_string)) # 长度

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，或使用函数float()将其转换为浮点数。

包含一百万位的大型文件

对于你可处理的数据量，Python没有任何限制;只要系统的内存足够多，想处理多少数据都可以。

写入文件

保存数据的最简单的方式之一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: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。

写入空文件

要将文本写入文件，你在调用open()时需要提供另一个实参，告诉Python你要写入打开的文件。

新建一个空的programming.txt文件，在新建一个write_massage.py文件：

filename = 'programming.txt'

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

以写入模式('w')打开文件时,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。即I love programming.这句话就被写入了programming.txt文件内。
打开文件时，可指定读取模式('r')、写入模式('w')、附加模式('a')或让你能够读取和写入文件的模式('r+')。如果 你省略了模式实参，Python将以默认的只读模式打开文件。

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。

写入多行

函数write()不会在你写入的文本末尾添加换行符,如果需要写入多行就需要在每行的后面添加换行符：\n。

filename = 'programming.txt'

with open(filename, 'w') as file_object:  #打开了两个实参
    file_object.write("I love programming.")
    file_object.write("I love Python.")

输入结果：

I love programming.I love Python.

附加到文件

附加到文件可以理解为不清空当前的文件内容，在文件内容后面追加即可。如果以附加的形式打开，如果文件不存在就会被创建。具体实现只需要在使用open()函数的时候指定打开方式为a即可，其余类似。

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。

异常是使用try-except代码块处理的。try-except代码块让Python执行指定的操作，同时告诉Python发生异常时怎么办。使用了try-except代码块时，即便出现异常，程序也将继续运行: 显示你编写的友好的错误消息，而不是令用户迷惑的traceback。

处理ZeroDivisionError异常

例如我们让Python运行8/0的代码报错信息。

>>> 7/0
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in 
ZeroDivisionError: division by zero

此时程序停止运行。

使用try-except代码块

try:
     print(7/0) 
except ZeroDivisionError:
    print("You can't divide by zero!")
    # 其他的代码块将继续运行

使用异常避免崩溃

发生错误时，如果程序还有工作没有完成，妥善地处理错误就尤其重要。这种情况经常会出 现在要求用户提供输入的程序中;如果程序能够妥善地处理无效输入，就能再提示用户提供有效输入，而不至于崩溃。

else代码块
try-except-else代码块的工作原理:Python尝试执行try代码块中的代码;只有可 能引发异常的代码才需要放在try语句中。

代码示例：

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 0 !")
    else:  #只有try正确才会运行else
        print(answer)

运行结果：

First number:4
Second number:0  
You can't divide by 0 !  #分母为0，提示错误信息

First number:2
Second number:7
0.2857142857142857   #分母不为0，正常运行

First number:q    任何一个数为q都结束

处理FileNotFoundError异常

产生的背景：要查找的文件可能在其他地方、文件名可能 不正确或者这个文件根本就不存在。就会产生FileNotFoundError异常。同理可以给用户一个友好的消息提示。

拆分字符串
方法split()以空格为分隔符将字符串分拆成多个部分，并将这些部分都存储到一个列表中。可以利用split()检查文件包含都少个单词

代码示例：

>>> title = "Alice in Wonderland" 
>>> title.split()
['Alice', 'in', 'Wonderland']

使用多个文件

使用多个文件和单个文件逻辑一致，只不过把逻辑处理部分封装为方法，多个文件就循环处理即可。

def count_words(filename):
    #计算一个文件大致包含多少个单词
    try:
        with open(filename) as f_obj:
            contents = f_obj.read()
    except FileNotFoundError:
        msg = "Sorry, the file " + filename + " does not exist."
        print(msg)
    else:
        # 计算文件大致包含多少个单词
        words = contents.split()
        num_words = len(words)
        print("The file " + filename + " has about " + str(num_words) +
" words.")

filename = 'alice.txt' 
count_words(filename)

存储数据

模块json让你能够将简单的Python数据结构转储到文件中，并在程序再次运行时加载该文件 中的数据。你还可以使用json在Python程序之间分享数据。更重要的是，JSON数据格式并非Python专用的，这让你能够将以JSON格式存储的数据与使用其他编程语言的人分享。

使用json.dump()和json.load()
函数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。

import json

numbers = [2,3,5,7,11,13]

filename = 'numbers.json'
with open(filename,'w') as f_obj:
    json.dump(numbers,f_obj)

numbers.json中存入了[2,3,5,7,11,13]

在使用 json.load()读取存储numbers.json的内容：

import json

filename = 'numbers.json'
with open(filename) as f_obj:
    numbers = json.load(f_obj)

print(numbers)

同样是[2,3,5,7,11,13]

保存和读取用户生成的数据

用户输入的信息我们可以通过写入文件的方式写在文件内，再次输入的时候可以打开文件查询判断是否存在。其实就是把写入和读取文件两个逻辑合成一个。

代码如下：

import json

filename = 'username.json'
try:
    with open(filename) as f_obj:
        username = json.load(f_obj)
except FileNotFoundError:
    username = input("What is your name? ")
    with open(filename, 'w') as f_obj:
        json.dump(username, f_obj)
        print("We'll remember you when you come back, " + username + "!")
else:
    print("Welcome back, " + username + "!")