Python的文件操作和异常处理

一、文件的介绍

1：文件的作用

使用文件的目的：保存数据存放在磁盘
把一些存储存放起来，可以让程序下一次执行的时候直接使用，而不必重新制作一份，省时省力

二、文件的打开与关闭

思考:如果想用word编写一份简历，应该有哪些流程呢？
步骤：新建--写入数据--关闭

打开word软件，新建一个word文件
写入个人简历信息
保存文件
关闭word软件

同样，在操作文件的整体过程与使用word编写一份简历的过程是很相似的

结论

打开文件，或者新建立一个文件
读/写数据
关闭文件

2.1 打开文件

在python，使用open函数，可以打开一个已经存在的文件，或者创建一个新文件open(文件名，访问模式)

格式

f = open(‘文件’, 'w')或者f = open('文件', 'r')

r——以只读方式打开文件。文件的指针将会放在文件的开头。这是默认模式
w——打开一个文件只用于写入。如果该文件已存在则将其覆盖。如果该文件不存在，创建新文件
a——打开一个文件用于追加。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。也就是说，新的内容将会被写入到已有内容之后。如果该文件不存在，创建新文件进行写入
rb——以二进制格式打开一个文件只用于读。文件指针将会放在文件的开头。这是默认模式。
wb——以二进制格式打开一个文件只用于写入。如果该文件已存在则将其覆盖。如果该文件不存在，创建新文件。
ab——以二进制格式打开一个文件用于追加。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。也就是说，新的内容将会被写入到已有内容之后。如果该文件不存在，创建新文件进行写入

常见文件操作有：写，读，追加

2.1.1 写数据(write)

格式

对象 = open("文件",w)
对象.write（"写入数据"）
对象.close

案例：以写的方式打开文件，写入数据

f = open('test.txt', 'w')
f.write('hello world, i am here!')
f.close()

继续写入数据

f = open('test.txt', 'w')
f.write('I love you')
f.close()

总结

如果文件不存在，那么创建。如果存在那么就先清空，然后写入数据

2.1.2读数据(read)

案例：以读的方式打开文件，读取数据
格式

对象 = open("文件",r)
变量 = 对象.read()
print(变量)

案例：读取文件(test.txt)

f = open('test.txt', 'r')
content = f.read()
print(content)

总结

如果用open打开文件时，如果使用的"r"，那么可以省略，即只写 open('test.txt')
如果没有文件，打开报错，存在该文件才能操作
如果文件中存在中文显示，会出现乱码需要添加encoding='utf-8'
open(‘test.txt’,”r”, encoding='utf-8')

思考：如果只想读取几个字怎么操作?
案例:读取指定长度的数据(单位是字节)

f = open('test.txt', 'r')
content = f.read(5)  # 最多读取5个数据
print(content)

注意：
使用read(num)可以从文件中读取数据，num表示要从文件中读取的数据的长度（单位是字节），如果没有传入num，那么就表示读取文件中所有的数据

2.1.3读数据（readlines）

就像read没有参数时一样，readlines可以按照行的方式把整个文件中的内容进行一次性读取，并且返回的是一个列表，其中每一行的数据为一个元素

格式

对象 = open("文件",r)
变量 = 对象.readlines()
print(变量)

案例：读取文件（test.txt）

f = open('test.txt', 'r')
content = f.readlines()
print(content)
print(type(content))

2.1.4读数据（readline）

readline可以按照行的方式把整个文件中的内容进行一行一行的读取

格式

对象 = open("文件",r)
变量 = 对象.readline()
print(变量)

2.1.5可写（a）

格式

对象 = open("",a)
对象.write（"写入数据"）
对象.close

案例，在文件中写入数据

f = open("test.txt",a)
f.write（"新的数据"）
对象.close

总结

（可写）形式打开文件，如果文件不存在则创建并从头添加写入的内容，存在则原有数据后追加数据

2.1.6读数据（rb）

格式1

对象 = open("二进制文件",rb)
变量= 对象.read（）
print(变量)

格式2

with open("二进制文件","rb") as 对象:
    变量 = 对象.read()
    print(变量)

案例：使用尽可能多的方式实现读取图片

f = open('33.jpg', 'rb')
content = f.read()
print(content)

with open("33.jpg","rb") as rf:
    res = rf.read()
    print(res)

使用习惯：格式2中不需要手动关闭文件，所以经常被使用

总结

如果没有文件，打开报错，存在该文件才能操作

2.1.7写数据（wb）

格式

with open("二进制文件","wb") as 对象:
    变量 = 对象.write()
    print(变量)

案例：备份图片

with open("1.jpg","rb") as rf:
    res = rf.read()
    with open("textjpg.jpg", "wb") as wf:
        res = wf.write(res)
    print(res)

2.2关闭文件

格式

close( )

三、文件和文件夹的操作

文件的相关操作

有些时候，需要对文件进行重命名、删除等一些操作，python的os模块中都有这么功能

3.1文件重命名

os模块中的rename()可以完成对文件的重命名操作

格式

import os
os.rename("需要修改的文件名","新文件名")

案例：

import os
os.rename("test.txt","new.txt")

3.2删除文件

os模块中的remove()可以完全对文件的重命名操作

格式

import os
os.remove("文件名")

案例

import os
os.rename("new.txt")

文件夹的相关操作

2.1

创建文件夹

os模块中的mkdir()可以完成对文件的重命名操作

2.2获取当前目录

os模块中的getcwd()可以获取当前目录

四、异常

1：什么是异常？

异常即是一个事件，该事件会在程序执行过程中发生，影响了程序的正常执行。
一般情况下，在Python无法正常处理程序时就会发生一个异常。
异常是Python对象，表示一个错误。
当Python脚本发生异常时我们需要捕获处理它，否则程序会终止执行。

演示异常

f = open("123.txt","r")     #FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: '123.txt'

list =[1,2,3]
print(list[4])               #IndexError: list index out of range

str="jack"
str.index("v")                 ValueError: substring not found

c= 5/0
print(c)                #ZeroDivisionError: division by zero

2异常处理

2.1作用

捕捉异常可以使用try/except语句。
try/except语句用来检测try语句块中的错误，从而让except语句捕获异常信息并处理。
如果你不想在异常发生时结束你的程序，只需在try里捕获它。

2.2语法

以下为简单的try....except...else的语法

try:
<语句>        #运行别的代码
except <名字>：
<语句>        #如果在try部份引发了'name'异常
else:
<语句>        #如果没有异常发生

代码

try:
    open("qwe.txt","r")
    print("123")
except FileNotFoundError:
    print("异常处理")
else:
    print("没有异常")

try:
    open("qwe.txt","r")
    print("123")
except FileNotFoundError as result:
    print("异常处理",result)
else:
    print("没有异常")

2.3：使用except而不带任何异常类型

你可以不带任何异常类型使用except，如下实例
语法

try:
    正常的操作
except :
    发生异常，执行这块代码
else:
    如果没有异常执行这块代码

代码

try:
    open("qwe.txt","r")
    print("123")
except :
    print("异常处理")
else:
    print("没有异常")

注意：以上方式try-except语句捕获所有发生的异常。但这不是一个很好的方式，我们不能通过该程序识别出具体的异常信息。因为它捕获所有的异常。

2.4：使用except而带多种异常类型

语法

try:
    异常的操作
except(Exception1[, Exception2[,...ExceptionN]]]):
   发生以上多个异常中的一个，执行这块代码
   ......................
else:
    如果没有异常执行这块代码

代码

list = [1,2,3,4]
try:
    open("qwe.txt", "r")
    list[7]
except (NameError,FileNotFoundError) as rese:
    print("出现异常")
else:
    print("没有异常")

2.5：try-finally语句

try-finally 语句无论是否发生异常都将执行最后的代码

语法

try:
<语句>
finally:
<语句>    #退出try时总会执行

案例

try:
    fh = open("test.txt", "r")
    fh.readlines()
    fh.close()
finally:
    print("Error: 没有找到文件或读取文件失败")

注意：当在try块中抛出一个异常，立即执行finally块代码。
finally块中的所有语句执行后，异常被再次触发，并执行except块代码。
参数的内容不同于异常

2.6异常的传递

代码

def func1():
    print("---func1--1---")
    print(num)
    print("---func1--2---")
# def func2():
#     print("--func2--1---")
#     func1()
#     print("--func2--2---")
def func3():
    try:
        print("---func3--1---")
        func1()
        print("--func3--2----")
    except Exception as result:
        print(result)
        print("--func3---3---")
func3()
#func2()

2.7：触发异常

可以使用raise语句自己触发异常

案例:输入考生的成绩(0~100)

def functionName( score ):
    if score < 0 or score >100:
        raise Exception("Invalid score!", score)
        # 触发异常后，后面的代码就不会再执行
functionName(200)

2.8：用户自定义异常

定义：
通过创建一个新的异常类，程序可以命名它们自己的异常。异常应该是典型的继承自Exception类，通过直接或间接的方式
代码：长度不低于3为

class ShortInputException(Exception):
    def __init__(self, length, atleast):
        self.length = length
        self.atleast = atleast
def main():
    try:
        s = input('请输入 --> ')
        if len(s) < 3:
            # raise引发一个你定义的异常
            raise ShortInputException(len(s), 3)
    except ShortInputException as result:#x这个变量被绑定到了错误的实例
        print('ShortInputException: 输入的长度是 %d,长度至少应是 %d'% (result.length, result.atleast))
    else:
        print('没有异常发生')
main()

五、模块

Python 模块(Module)，是一个Python文件，以.py 结尾，包含了Python 对象定义和Python语句

下例是个简单的模块 aa.py：

def test1():
    print("我是模块1")
def test2():
    print("我是模块2")

5.1：import

模块定义好后，我们可以使用 import 语句来引入模块，语法如下

import module1[, module2[,... moduleN]]

test.py 文件代码

import aa
aa.test1()
aa.test2()
#我是模块1
#我是模块2

导入python中的模块os/math

代码:开平方根

import math
print(math.sqrt(4))
#2

注意:一个模块只会被导入一次，不管你执行了多少次。这样可以防止导入模块被一遍又一遍地执行。

5.1.2：from...import语句

Python 的 from 语句让你从模块中导入一个指定的部分到当前命名空间中，语法如下

from modname import name1[, name2[, ... nameN]]

test.py 文件代码

from aa import test1
test1()
#我是模块1

注意：只能调用导入的模块中的部分，如果想使用test2,需要如下操作

from aa import test1,test2
test1()
test2()
#我是模块1
#我是模块2

5.1.3：form...impo*语句

把一个模块的所有内容全都导入到当前的命名空间也是可行的，只需使用如下声明：

from modname import *

test.py 文件代码

from aa import *
test1()
test2()
#我是模块1
#我是模块2

扩展

使用__all__魔幻方法
当被引入的包中有__all__=(),里面指定的才能被调用，调用的时候使用from模块名 import*

aa.py

__all__=('test1','test2')
def test1():
    print("我是模块1")
def test2():
    print("我是模块2")
def test3():
    print("我是模块2")

test.py

from aa import *
test1()
test2()

六、Python中的包

包是一个分层次的文件目录结构，它定义了一个由模块及子包，和子包下的子包等组成的 Python 的应用环境。
简单来说，包就是文件夹，但该文件夹下必须存在 init.py 文件, 该文件的内容可以为空。init.py 用于标识当前文件夹是一个包。
考虑一个在 day 目录下的 runoob1.py、runoob2.py、init.py 文件，test.py 为测试调用包的代码，目录结构如下

test.py
day
|-- __init__.py
|-- runoob1.py
|-- runoob2.py

源代码如下：
day/runoob1.py

def runoob1():
   print "I'm in runoob1"

day/runoob2.py

def runoob2():
   print "I'm in runoob2"

然后我们在 day 同级目录下创建 test.py 来调用 day 包

# 导入 Phone 包
from day.runoob1 import runoob1
from day.runoob2 import runoob2
runoob1()
runoob2()

结果

I'm in runoob1
I'm in runoob2