Python编程 - 文件和异常

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十、文件和异常

10.1 从文件中读取数据
  • 读取整个文件

首先要创建一个文本文件(pi_digits.txt)，用于存储圆周率PI小数点后30位

PI

读取：

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

读取

  • 读取流程

    • open()函数

      • 打开文件
      • 它接收一个参数：要打开文件的名称
      • 返回一个表示文件的对象

    • 关键字with

      • 不再需要访问文件后将其关闭，Python会在合适的时候自动将其关闭

    • read()方法

      • 读取文件的全部内容，并存储为字符串

注意：可以使用rstrip()删除字符串末尾空白字符

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

  • 文件路径

    • 相对文件路径
      在Linux和OS X中

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

      在Windows中，在文件路径中使用的是反斜杠(\)而不是斜杆(/)

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      with open('text_files\filename.text') as file_object:

    • 绝对文件路径
      在Linux和OS X中类似于

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

      在Windows中，在文件路径中使用的是反斜杠(\)而不是斜杆(/)

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

  • 逐行读取

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filename= 'pi_digits.txt'

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

去掉多余空行：

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filename= 'pi_digits.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
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filename= 'pi_digits.txt'

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

for line in lines:
    print(line.rstrip())

方法readlines()从文件读取每一行，并将其存储在一个列表中。

  • 使用文件内容
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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))

注意：strip()删除字符串两端的空格；读取文本文件时，文件被解析成字符串，如果是数字并且需要作为数值使用，就必须使用函数int()将其转换为整数，或者使用float()将其转换为浮点数。

10.2 写入文件
  • 写入空文件
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filename = 'programming.txt'

with open(filename, 'w') as f_object:
    f_object.write("akashi")

open()传入的第二个实参：

- `r`读取模式
    - 只读模式，默认为只读模式打开文件
- `w`写入模式
    - 如果指定文件已存在，返回的文件会覆盖之前的文件内容
- `a`附加模式
    - 不会在返回文件对象时覆盖原来文件内容
- `r+`读取和写入文件

注意：Python只能将字符串写入文件，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。

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filename = 'programming.txt'

with open(filename, 'w') as f_object:
    f_object.write("21")

or

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filename = 'programming.txt'

with open(filename, 'w') as f_object:
    f_object.write(str(21))
  • 写入多行
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filename = 'programming.txt'

with open(filename, 'w') as f_object:
    f_object.write("akashi\n")
    f_object.write("asuka\n")
  • 附加到文件
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filename = 'programming.txt'

with open(filename, 'a') as f_object:
    # f_object.write("akashi\n")
    # f_object.write("asuka\n")
    f_object.write("gakki\n")

你会发现之前存储的两个字符串依然存在，没有被覆盖。

10.3 异常
  • 处理ZeroDivisionError异常

zero

  • 使用try-except代码块
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try:
    print(5/0)
except ZeroDivisionError:
    print("You can't divide by zero!")
  • 使用异常避免奔溃

发生错误时，如果程序还有工作没有完成，妥善处理错误就尤其重要。

异常处理可以让程序接着运行，用户看到的是一条友好的错误消息，程序也不至于奔溃。

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print("Give me two numbers, and I'll divide them.")
print("\nEnter 'q' to quit.")

while True:
    first_number = input("\nFirst nmuber: ")
    if first_number == 'q':
        break
    second_number = input("Second number: ")
    if second_number == 'q':
        break

    try:
        answer = int(first_number) / int(second_number)
    except ZeroDivisionError:
        print("You can't divide by zero!")
    else:
        print(answer)

  • 处理FileNotFoundError异常

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    filename = 'asuka.txt'

    try:
    with open(filename) as f_obj:
       contents = f_obj.read()
    except FileNotFoundError:
       msg = "Sorry, the file " + filename + " does not exist."
       print(msg)

  • 分析文本

    • 使用split()方法分割字符串，默认以空格拆分，也可以传入参数进行拆分
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filename = 'programming.txt'

try:
    with open(filename) as f_obj:
        contents = f_obj.read()
except FileNotFoundError:
    msg = "Sorry, the file " + filename + " does not exist."
    print(msg)
else:
    words = contents.split()
    num_words = len(words)
    print("The file " + filename + " has about " + str(num_words) + " words.")

  • 决定报告哪些错误

    并非每次捕获错误都需要告诉用户。使用pass语句可以像没发生过一样让代码继续运行。

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     try:
        --snip--
    except FileNotFoundError:
        pass
    else:
        --snip--
10.4 存储数据

  • 使用json.dump()和json.load()

    存储：

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    import json

    number = [2, 3, 5, 7, 9, 11, 13]

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

函数json.dump()接收两个实参，要存储的数据以及可用于存储数据的文件对象。

读取：

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import json

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

print(numbers)

  • 保存和读取用户生成的数据

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    import json

    # 如果之前存储了用户名，就加载它
    # 否则，就提示输入并存储它

    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.title() + " !")
  • 重构

将代码划分成一系列完成具体工作的函数，这样的过程被称为重构。重构让代码更清晰，更易于理解，更容易扩展。

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import json

def greet_user():
    """ 问候用户，并指明名字 """
    username = get_stored_username()
    if username:
        print("Welcome back " + username.title() + " !")
    else:
        username = get_new_username()
        print("We'll remember you when you come back, " + username + " !")

def get_stored_username():
    """ 如果存取了用户名，就获取它 """
    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():
    """ 未存储用户名，提示用户输入用户名，并存储 """
    username = input("What is your name? ")
    filename = 'username.json'
    with open(filename, 'w') as f_obj:
        json.dump(username, f_obj)
    return username

greet_user()