python-10-文件和异常-学习笔记

1.从文件中读取数据

读取整个文件

pi_digits.txt的内容

3.1415926535 
 8979323846 
 2643383279

file_reader.py文件内容
open(‘pi_digits.txt’)：返回一个表示文件pi_digits.txt的对象
关键字 with：在不再需要访问文件后将其关闭，让Python去确定：使用者只管打开文件，并在需要的时候使用，Python会在适合的时候自动将其关闭。
本程序中使用了open(),却没有调用close()，
人工确定是否打开和关闭文件：调用open()和close(),但这种操作很容易出问题。

'''
open('pi_digits.txt'):返回一个表示文件pi_digits.txt的对象
关键字with：在不再需要访问文件后将其关闭
'''
# 版本1
with open('pi_digits.txt') as file_object:
    contents = file_object.read()
    print(contents)

#版本2
#输出结果和版本1相同，就是删除了末尾空行
with open('pi_digits.txt') as file_object:
    contents = file_object.read()
    print(contents.rstrip())
    #要删除末尾的空行，可在print语句中使用rstrip()

文件路径

路径	理解
相对路径	该位置是相对于当前运行的程序（即.py程序文件）所在目录的 ，一般是在同一个目录下的子目录中寻找
绝对路径	文件在计算机中的准确位置，提供的是完整的路径，相对路径行不通的时候，使用绝对路径

注意：在Windows系统中，在文件路径中使用的反斜杠（/），与Linux和OS X系统是不一样的。

举例说明
假设：当程序文件file_reader.py存储在文件夹python_work中，在python_work中，有一个名为text_files的文件夹里存放一个filename.txt。
需要在程序文件中打开filename.txt时使用以下代码：

#方法1：采用相对路径
with open(r"text_files\filename.txt") as file_object:
'''
由于反斜杠\在python中被视为转义标记，为在Windows中确保不出错，应以原始字符串的方式指定路径，即在开头的引号前加上r
'''
    contents = file_object.read()
    print(contents.rstrip())

#方法2：采用绝对路径
file_path =r'G:\python_work\text_files\filename.txt'
with open(file_path) as file_object:
#----snip----

逐行读取

filename = 'pi_digits.txt'

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

运行结果：

打印每一行时，多了些空白行，其原因是在这个文件中，每行的末尾都有一个看不见的换行符，而print语句也会加上一个换行符。
两个换行符：一个来自文件，一个来自print语句。
要消除多余的空白行，还是采用在print语句中使用rstrip()

#----snip----
    for line in file_object:
        print(line.rstrip())

运行结果：

创建一个包含文件各行内容的列表

filename = 'pi_digits.txt'
with open(filename) as file_object:
    lines = file_object.readlines()
    # readlines()从文件中读取每一行，并将其存储在一个列表lines中
    
# 采用for循环打印lines中的各行
for line in lines:
    print(line.rstrip())

使用文件的内容

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

# 创建一个变量pi_string用于存储圆周率的值    
pi_string = ''

# 采用一个循环将各行都加入pi_string，并删除每行末尾的换行符
for line in lines:
    pi_string += line.rstrip()
    
# 打印字符串及其长度
print(pi_string)
print(len(pi_string))

#----snip----表示相同代码

#----snip----
#将rstrip()改为strip()，不仅删除空行，还删除空格，运行结果见下
for line in lines:
    pi_string += line.strip()
#----snip----

$\color{red}{注：读取文本时，Python将其中所有文本都解读为字符串，如果读取的是数字，并要将其作为数值使用，就必须使用函数int()将其转换为整数，或使用函数float()将其转换为浮点数。}$

包含一百万位的大型文件

filename = 'pi_million_digits.txt'

#----snip----

print(pi_string[:52]+'...')
print(len(pi_string))

$\color{red}{注：对于用户可处理的数据量，Python没有任何限制，只要系统内存足够多，想处理多少数据都可以。}$

圆周率中是否包含你的生日

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

# 创建一个变量pi_string用于存储圆周率的值
pi_string = ''
for line in lines:
    pi_string += line.strip()

# 提示用户输入生日
birthday = input('Enter your birthday, in the form mmddyy: ')

# 用if语句进行判断
if birthday in pi_string:
    print('Your birthday appears in the first million digits of pi!')
else:
    print('Your birthday does not appears in the first million digits of pi')

运行结果

2、写入文件

写入空文件

相关说明：
调用open()时，可指定读取模式(‘r’)、写入模式(‘w’)、附加模式(‘a’)或能够读取和写入的模式(‘r+’)。
未指定时，Python默认只读模式打开文件。

$\color{red}{注 1：如果要写入的文件不存在，函数open()将自动创建它。}$
$\color{red}{注2 ： 如果以写入模式('w')打开文件时要特别注意，若指定的文件已存在，Python在返回文件对象前清空该文件。}$
$\color{red}{注 3： Python只能将字符串写入文本文件，要想将数值数据存储到文本文件中，必须先使用函数str()将其转换为字符串格式。}$

filename = 'programming.txt'

''' 
调用open()时提供了两个实参，
第一个是要打开的文件的名称，
第二个实参（'w'）是告诉Python，要以写入的模式打开该文件。
'''
with open(filename, 'w') as file_object:
    file_object.write('I love programming.')

写入多行

filename = 'programming.txt'
with open(filename, 'w') as file_object:
    file_object.write('I love programming.\n')
    file_object.write('I love creating new games.\n')
    #如果write语句中不加\n换行符，则写入的语句是在同一行的

附加到文件

如果是给文件添加内容，而不是覆盖原有的内容时，以附加模式打开文件。如果此时指定的文件不存在，Python将创建一个空文件。

filename = 'programming.txt'
with open(filename, 'a') as file_object:
    file_object.write('I also love finding meaning in large datasets.\n')
    file_object.write('I love creating app that can run in a browser.\n')

练习.填写访客名单

filename = 'guest.txt'
while True:
    keep_running = input("有访客到来吗？(y/n):")
    if keep_running == 'n':
        break
    s = input('请输入您的姓名：')

    with open(filename, 'a') as file_object:
        file_object.write(s+'\n')
    print(s + "欢迎你的到来!")

3. 异常

处理ZeroDivisionError异常

举例：当一个数字除以0的时候会发生异常错误

使用try-except代码块

将导致错误的代码行放在一个try代码块中，如果try中的代码块运行起来没有问题，Python将跳过except代码块；如果try代码块中的代码导致了错误，Python将查找except代码块，并运行其中的代码，见例1。
如果try-except代码块后面还有其他代码，程序将接着运行，因为已经告诉了Python如何处理这种错误，见例2。

使用try-except-else代码块

在例2中，try中的代码块只包含可能导致错误的代码。依赖于try代码块成功执行的代码都放在else代码块中。

# 例1
try:
    print(5 / 0)
except ZeroDivisionError:
    print("you can't divide by zero!")


# 例2
print("Give me two numbers, and I'll divide them.")
print("Enter 'q' to quit.")

while True :
    first_number = input('\nFirst number:')
    if first_number == 'q':
        break
    second_number = input('\nSecond number:')
    if second_number == 'q':
        break
        
    try:
        answer = int(first_number) / int(second_number)
    except ZeroDivisionError:
        print("You can't divide by zero!")
    #使用else-代码块来打印结果
    else:    
        print(answer)

处理FileNotFoundError异常

当尝试读取一个不存在的文件时，会引发FileNotFoundError异常

filename = 'alice.txt'

with open(filename) as f_obj:
    contents = f_obj.read()

异常如下

Traceback (most recent call last):
  File "G:/File_test/alice.py", line 3, in <module>
    with open(filename) as f_obj:
FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: 'alice.txt'

在上述示例中，这个错误是open()导致的，因此要处理这个错误，必须将try语句放在包含open()的代码行之前：

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

Sorry, the file alice.txt does not exist.

分析文本

本节中使用的文本来自项目Gutenberg（http://gutenberg.org/)

title = 'Alice in Wonderland'
print(title.split())

方法split()以空格为分隔符将字符串拆成多个部分，并将这些部分都存储到一个列表中。

['Alice', 'in', 'Wonderland']

首先将alice.txt文件存放到和alice.py同一目录下，然后执行以下代码

filename = 'alice.txt'

try:
    with open(filename, encoding='utf-8') as f_obj:
    #未加encoding='utf-8'时会出现异常
    
# ————snip————

else:
	# 计算文件大致包含多少个单词
    word = contents.split()
    num_words = len(word)
    print('The file ' + filename + ' has about ' + str(num_words) + ' words.')

未加encoding='utf-8’时出现以下异常时，

Traceback (most recent call last):
  File "G:/File_test/alice.py", line 5, in <module>
    contents = f_obj.read()
UnicodeDecodeError: 'gbk' codec can't decode byte 0x9d in position 1596: illegal multibyte sequence

参考：
(https://blog.csdn.net/shijing_0214/article/details/51971734)
(https://blog.csdn.net/The_Time_Runner/article/details/92775720)

#正确运行结果
The file alice.txt has about 29608 words.

使用多个文件

代码与上面基本相同，仅将这些代码移到count_words()中，并增加了缩进量。

# 版本1.使用一个文件
def count_words(filename):
    '''计算一个文件大概包含多少个单词'''
    try:
        with open(filename, encoding='utf-8') 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
        word = contents.split()
        num_words = len(word)
        print('The file ' + filename + ' has about ' + str(num_words) + ' words.')

filename = 'alice.txt'
count_words(filename)


# 版本2.使用多个文件
def count_words(filename):
# ————snip————

#其中，dream.txt在word_count.py所在的目录中是没有的
filenames = ['alice.txt', 'dream.txt', 'siddhartha.txt', 'moby_dick.txt', 'little_women.txt']
for filename in filenames:
    count_words(filename)

# 版本1.运行结果
The file alice.txt has about 29608 words.

# 版本2.运行结果
The file alice.txt has about 29608 words.
Sorry, the file dream.txt does not exist.
The file siddhartha.txt has about 42166 words.
The file moby_dick.txt has about 215829 words.
The file little_women.txt has about 5594 words.

def count_words(filename):
# ————snip————

filenames = ['alice.txt', 'dream.txt', 'siddhartha.txt', 'moby_dick.txt', 'little_women.txt']
for filename in filenames:
    count_words(filename)

失败时一声不吭

当希望程序在发生异常时一声不吭，就像什么都没有发生一样继续运行，采用在try-except-else代码块中使用pass语句。

def count_words(filename):
    '''计算一个文件大概包含多少个单词'''
    try:
# ————snip————
    except FileNotFoundError:
    	pass
    else:
# ————snip————


filenames = ['alice.txt', 'dream.txt', 'siddhartha.txt', 'moby_dick.txt', 'little_women.txt']
for filename in filenames:
    count_words(filename)

# 运行结果
The file alice.txt has about 29608 words.
The file siddhartha.txt has about 42166 words.
The file moby_dick.txt has about 215829 words.
The file little_women.txt has about 5594 words.

决定报告哪些错误

自行动手练习——之后再补

4. 存储数据

使用模块 json 来存储数据

使用 json.dump() 和 json.load()

1. 第一个程序使用json.dump() 来存储这组数字，第二个程序将使用 json.load()。
2. 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。
3. json.load()加载存储在numbers.json中的信息，并将其存储到变量numbers中。

#number_writer.py文件
import json

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

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

#number_reader.py文件
#使用json.load()将列表numbers读取到内存中
import json
filename = 'numbers.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

再次说明：变量filename表示的并非实际文件，它只是一个让Python知道到哪里去查找文件的字符串，因此可以轻松的将’username.json’替换为要使用的另一个文件的名称。

# remember_me.py文件
import json

username = input('What is your name?\n')

filename = 'username.json'
with open(filename, 'w') as f_obj:
    json.dump(username, f_obj)
    print("We'll remember you when you come back, " + username + "!")

# greet_user.py文件
import json

filename = 'username.json'

with open(filename) as f_obj:
    username = json.load(f_obj)
    print("Welcome back, " + username +"!")

# remember_me.py文件运行结果
What is your name?
Alice
We'll remember you when you come back, Alice!

# greet_user.py文件运行结果
Welcome back, Alice!

尝试将remember_me.py和greet_user.py合并到一个程序（remember_me.py）中

import json
'''
如果以前存储了用户名，就加载它
否则，就提示用户输入用户名并存储它
'''
filename = 'username.json'
try:
    with open(filename) as f_obj:
        username = json.load(f_obj)
except FileNotFoundError:
    username = input('What is your name?\n')
    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 + "!")

重构

import json

def greet_user():
    '''问候用户，并指出其名字'''
    try:
        with open(filename) as f_obj:
            username = json.load(f_obj)
    except FileNotFoundError:
        username = input('What is your name?\n')
        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 + "!")
        
greet_user()

重构greet_user()

import json

def get_stored_username():
    ''' 如果存储了用户名，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
        
#新增一个函数greet_user()
def greet_user():
    '''问候用户，并指出其名字'''
    username = get_stored_username()

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

greet_user()

继续优化上叙代码，将greet_user()中的另一个代码块提取出来：将没有存储用户名时，提示用户输入的代码放在一个独立的函数中：

import json


def get_stored_username():
    ''' 如果存储了用户名，就获取它'''
#————snip————


def get_new_username():
    '''提示用户输入用户名'''
    username = input('What is your name?\n')
    filename = 'username.json'
    with open(filename, 'w') as f_obj:
        json.dump(username, f_obj)
    return username


def greet_user():
    '''问候用户，并指出其名字'''
    username = get_stored_username()

    if username:
        print("Welcome back, " + username + "!")
    else:
        username = get_new_username()
        print("We'll remember you when you come back, " + username + "!")


greet_user()

本文地址：https://blog.csdn.net/sinat_36183354/article/details/107119853