第十章（一）
异常是Python创建的特殊对象，用于管理程序运行时出现的错误。模块json，能够保存用户数据，以免在程序停止运行后丢失。
1、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。你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。
（1）读取整个文件
要读取文件，需要一个包含几行文本的文件。下面创建一个包含小数点后30为的圆周率值，且每10位换行，名为pi_digits.txt的文件：
3.1415926535
8979323846
2643383279
打开并读取这个文件，再将其内容显示在屏幕上：
with open('pi_digits.txt') as file_object:
contents = file_object.read()
print(contents)
# 输出：
3.1415926535
8979323846
2643383279
要使用文件，必须先打开文件，这样才能访问它。函数open()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。函数open()返回一个表示文件的对象。在这里，返回一个表示文件pi_digits.txt的对象；Python将这个对象存储在我们将在后面使用的变量中。
关键字with在不需要访问文件后将自动将关闭文件。显然，你也可以用open()和close()来打开和关闭文件，但是一旦程序出错，导致close()语句没执行，文件将不会关闭。未妥善地关闭文件可能会导致数据丢失或受损。相反，如果过早地调用了close()，当你需要使用文件时，文件已经关闭，会导致程序出错。所以在不确定该何时关闭文件的时候，最好使用前面所示的结构，让Python去确定：你只管打开和使用文件，Python会在合适的时候自动关闭文件。
有了文件对象后，用方法read()来读取这个文件的全部内容。书中提到输出的内容后面多了一个空行，是因为read()到达文件末尾时返回一个空字符串，而将这个空字符串显示出来时就是一个空行。要删除末尾的空行，可在print()语句中使用rstrip()，该方法删除字符串末尾的空白。
（2）文件路径
执行open()函数时，Python将在当前执行的文件所在的目录中查找需要打开的文件。
根据你组织文件的方式，有时候可能要打开不在程序文件所属目录中的文件。要让Python你打开不与程序文件位于同一个目录中的文件，需要提供文件路径，它让Python到系统的特定位置去查找。
若文件夹text_files与执行文件位于同一个目录下，而需要打开的文件位于该文件夹内，可使用相对文件路径来打开该文件夹中的文件。相对文件路径让Python到指定的位置去查找，而该位置是相对于当前运行的程序所在目录的。即：
with open(r'text_files\filename.txt') as file_object:
上面这条语句中的r是用于保留原始字符，避免路径中的（\）对程序造成不必要的影响（因为反斜杠在Python中被视为转义字符）。另外，这条语句是在Windows系统中使用，而在Linux和OS X中，（\）要改为（/）。
你可以将需要打开的文件在计算机中的准确位置告诉Python，这时无论执行文件存储在什么地方，都可以准确打开文件。这就是绝对文件路径。在相对路径行不通时，可使用绝对路径。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，在将该变量传递给open()会有所帮助。在Windows系统中，绝对路径类似于：
file_path = r'C:\Users\ehmatthes\other_files\text_files\filename.txt'
with open(file_path) as file_object:
通过使用绝对路径，可读取系统任何地方的文件。就目前而言，最简单的做法是，要么将数据文件存储在程序文件所在的目录，要么将其存储在程序文件所在目录下的一个文件夹中。
（3）逐行读取
读取文件时，常常需要检查其中的每一行，要以每次一行的方式检查文件，可对文件对象使用for循环：
filename = 'pi_digits.txt'
with open(filename) as file_object:
for line in file_object:
print(line)
# 输出：
3.1415926535
8979323846
2643383279
（4）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。
filename = 'pi_digits.txt'
with open(filename) as file_object:
lines = file_object.readlines()
for line in lines:
print(line.rstrip())
# 输出：
3.1415926535
8979323846
2643383279
readlines()方法从文件中读取每一行，并将其存储在一个列表中，该列表被存储在标量lines中，在代码块外，依然可以使用这个变量。由于列表lines的每个元素都对应于文件中的一行，因此输出与文件内容完全一致。
（5）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。下面以简单的方式使用圆周率的值：
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))
# 输出：
3.141592653589793238462643383279
32
注意：读取文本文件时，Python将其中的所有的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。
（6）包含一百万位的大型文件
如果我们的文件中包含的圆周率值时精确到小数点后1000000位的而不仅仅是30位的，我们也可以创建一个包含所有这些数字的字符串。对于这些情况，我们无需对前面的程序做任何的修改，只需将这个文件传递给它就可以了。
对于你可处理的数据量，Python没有任何的限制；只要系统的内存足够多，你想处理多少数据都可以。
注意：这个一百万位的圆周率文件pi_million_digits.txt，需要从ituring.cn/book/1861下载相关的资源。
（7）圆周率值中包含你的生日吗
对于这个问题，我们可以提示用户输入其生日，然后通过Python检查这个字符串是否包含在从文件读取到的圆周率字符串中。
读取文件的内容后，就可以以你能想到的任何方式对其进行分析。