【Python基础知识】（九）文件和异常

读取文件

1、读取和程序位于同一目录下的文件

　　假设已经创建了一个文本文件pi_digits.txt，内容是精确到小数点后30位的圆周率值，且在小数点后每10位处都换行。如下所示：

3.1415926535
  8979323846
  2643383279

　　下面的程序将打开并读取这个文件，再将其内容打印到屏幕上。注意：不论是以任何方式使用文件，都要先打开它。

'''文件名：file_reader.py'''
with open('pi_digits.txt') as file_object:
'''定义变量file_object作为表示文本文件的对象'''
    contents = file_object.read()
    print(contents)

　　该程序中的open()函数执行打开文件的操作，它接受文件的名称作为参数，并返回一个表示该文件的对象。Python将这个对象存储在变量file_object中，以便后续使用。

　　方法.read()会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的值，就可以将这个文本文件的全部内容显示出来。

　　注意：当不指明文件路径时，Python只会在当前执行文件所在的目录中查找指定的文件，即file_reader.py。

输出为：

3.1415926535
  8979323846
  2643383279

 　　方法.read()到达文件末尾时返回一个空字符串，这个空字符串在输出中显示出来就是一个空行。可通过在print语句中使用方法.rstrip()的方式来删除这个空行。

2、提供文件路径来读取文件

 　　当要打开不在程序文件所属目录中的文件时，可通过提供该文件存储路径的方式使Python找到该文件并打开。路径分为相对文件路径和绝对文件路径两种。当给出相对文件路径时，要求该文件位于存储执行程序的文件夹内，并且需要给出它直接存储的文件夹，因为Python此时只会在给出的文件夹下查找，而不会再进入该文件夹的子文件夹查找。

'''在Windows系统中，文件路径使用反斜杠(\);而在Linux和OS X中，使用斜杠(/)'''

with open('text_files\filename.txt') as file_object:
'''提供相对文件路径，Python将在该文件夹下查找（不查找子文件夹）'''

file_path = 'C:\Users\ehmatthes\other_fies\text_files\filename.txt'
'''当文件路径过长时，也可以将路径作为字符串存储在一个变量中'''
with open(file_path) as file_object:
'''提供绝对文件路径，Python将在指定的文件夹中查找'''

 3、逐行读取文件

　　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。此时可以通过使用循环来遍历文件的每一行。

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

　　同样的，使用.rstrip()可消除每一行末的换行符，进而消除输出中的空白行。

 　　也可以通过将文件存入一个列表的方式，使得可以在with代码块外访问该文件的内容。

filename = 'pi_digits.txt'
with open(filename) as file_object:
    lines = file_object.readlines()
'''将文件存入新建的列表lines。方法.readlines()从文件读取每一行，并将每一行文字作为字符串存储入列表中'''
for line in lines:
    print(line.rstrip())

　　

　　下列程序可让文件作为一个长字符串输出：

filename = 'pi_digits.txt'
with open(filename) as file_object:
    lines = file_object.readlines()

'''定义字符串变量pi_string，初始值为空字符串'''
pi_string =  ''
'''将文件一行一行的拼接起来，存入pi_string中'''
for line in lines:
    pi_string += line.strip()

print(pi_string)
'''还可以求整个文件的长度'''
print(len(pi_string))

输出为：

3.141592653589793238462643383279
32

4、在文件中查找信息

'''在圆周率中查找某人的生日'''
filename = 'pi_digits.txt'
with open(filename) as file_object:
    lines = file_object.readlines()

pi_string =  ''
for line in lines:
    pi_string += line.strip()

birthday = input("Enter your birthday in numbers: ")
if birthday in pi_string:
    print("Found.")
else:
    print("Not Found.")

操作文件

　　当open函数中只有一个参数时，Python会默认以只读方式（'r'）打开这个文件；当有两个参数时，Python会根据第二个参数确定对文件进行操作的方式。不同的操作方式有只读模式（'r'，只读取文件）、写入模式（'w'，清空原有文件内容并写入，如果文件不存在则自动创建）、附加模式（'a'，在原文件末尾添加内容，如果文件不存在则自动创建）以及读取和写入文件模式（'r+'，'r'+'a'）

　　注意：Python只能将字符串写入文本文件，如果想要将其他类别的内容（如数值数据）存储到文本文件中，要先使用str()转换为字符串格式。

filename = 'programming.txt'

'''在写入模式写入内容'''
with open(filename, 'w') as file_object:
    file_object.write("I love programming.\n")
    file_object.write("I love creating new games.\n")

'''在附加模式添加内容'''
with open(filename, 'a') as file_object:
    file_object.write("I also love swimming.\n")
    file_object.write("I also love reading.\n")

输出为：

I love programming.
I love creating new games.
I also love swimming.
I also love reading.

　　函数write()不会在写入和附加的文本末尾添加换行符，如果需要换行的话要记得自行添加。

异常

1、异常的概念

　　Python使用被称作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，异常将指示Python当出现该错误时应该怎么做，而不是显示traceback给用户。异常是使用try-except代码块处理的。

　　例如，当我们输入一行有错误的代码时：

print(5/0)

 　　当没有编写处理异常的代码时，Python会进行报错：

Traceback (most recent call last):
  File "Hello World.py", line 1, in <module>
    print(5/0)
ZeroDivisionError: division by zero

 　　当你认为某个地方可能发生错误时，就可以用try-except来编写一段代码，来处理可能引发的异常。

try:
    print(5/0)
'''给出一种可能会出现错误的输入'''
except ZeroDivisionError:
    print("You can't divide by zero!")
'''指示Python当上述代码出现ZeroDivisionError错误时该如何处理'''

 　　这样，当出现同样的错误时，用户将看到一条友好的错误信息，而不是traceback。

You can't divide by zero!

2、异常的实际应用

　　通过在程序中编写相关代码，可有效防止程序在某些特定情况下崩溃。并且，当程序没有出现异常时，我们还能使用else语句添加新的代码，这些代码在程序出现异常时不会被执行。

print("Enter 'q' to quit.")
while True:
    first_number = input("\nFirst number: ")
    if first_number == 'q':
        break
    second_number = input("Second number: ")
　　'''处理ZeroDivisionError异常的代码'''
    try:
        answer = int(first_number) / int(second_number)
    except ZeroDivisionError:
        print("You can't divide by 0!")
　　'''当程序没有出现异常时执行'''
    else:
        print(answer)

 　

　　类似的，还可以编写处理FileNotFoundError（找不到文件）异常的代码。

filename = 'alice.txt'
try:
    with open(filename) as f_obj:
        contents = f_obj.read()
except FileNotFoundError:
    message = "Sorry, the file " + filename + " does not exist."
    print(message)
'''当程序没有出现异常时执行'''
else：
    '''计算文件中包含的单词数'''
    words = contents.split()
    num_words = len(words)
    print("The file " + filename + " has about " + str(num_words) + " words.")

　　特别的，当你希望程序在出现异常时不进行任何操作，就像无事发生一样继续进行时，可以在except中使用pass语句，它会指示Python什么都不做。

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:
        pass
    else:
        print(answer)

参考书籍：《Python编程：从入门到实践》

2020-07-27