Python小白入门:第九讲||文件和异常

在这一讲中，你将学习：
如何使用文件；
如何一次性读取整个文件，以及如何以每次一行的方式读取文件的内容；
如何写入文件，以及如何将文本附加到文件末尾；
什么是异常以 及如何处理程序可能引发的异常；
如何存储Python数据结构，以保存用户提供的信息，避免用户每次运行程序时都需要重新提供。

为什么要学习文件和异常处理呢？

学习处理文件和保存数据可让你的程序使用起来更容易：

用户将能够选择输入什么样的数据，以及在什么时候输入；

用户使用你的程序做一些工作后，可将程序关闭，以后再接着往下做。

学习处理异常可帮助你应对文件不存在的情形，以及处理其他可能导致程序崩溃的问题。

9.1 从文件中读取数据

文本文件中可以存储各种各样的信息，当你需要浏览或修改文件信息的时候，就需要读取文件。

要使用文本文件中的信息，首先要将信息读取到内存中。读取的方式有两种：第一种可以一次性读取全部内容，第二种时以每次一行的方式逐步读取。

9.1.1读取整个文件

首先我们创建一个名为：file.txt 的文本文件，注意文件和我们的程序文件保存在一个文件夹中，不能在子文件夹中。

这里解释一下：假如我们的程序文件存储在Python_work这个文件夹中，而Python_work中有一个子文件夹file_work，我们的file.txt文件就保存在其中，这样的保存路径暂时是不可以的。

后面我再讲如何访问别的路径（非程序所在文件夹）中的文件。

我们在file.txt中敲一串数字：123456789

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

我们来分析代码：

函数open（）接受一个参数：要打开文件的名称。python在当前执行的文件所在的目录中查找指定文件。这就是为什么刚开始需要把文件和程序文件保存在一个目录下的原因。随后含糊返回一个表示文件file.txt的对象，并把这个对象存储在一个变量中。

关键字with在不需要访问文件后将其关闭。其实我们可以调用close来关闭文件，但是如果程序出现错误（bug）导致文件不能再合适的时候关闭，造成的后果无法想象，尤其是对大公司来说，可能导致数据的丢失。我们在这里所展示的结构就不需要考虑这个问题，Python会在合适的时候关闭文件。

输出

123456789

后面会多一个空行，因为read（）到达文件末尾时返回一个空字符，将这个空字符展示出来就是一个空行。要删除空行，可使用rstrip（）。

9.1.2

下面我们介绍之前提到的如何具体访问一个其他位置的文件。

1.假如file.txt存储在程序文件所在的子文件夹中，即file.txt存储在子文件夹file_work 中，我们可以使用相对文件路径来访问它。

windows系统下这样访问。

with open('file_work\file.txt') as file_object:

如果你的系统是Mac 或者 Linux ，这样来访问。

with open('file_work/file.txt') as file_object:

2.你还可以将文件的在计算机中的准确位置告诉Python，这样，无论文件保存在哪，都可以访问。这样的访问方式称为绝对文件路径访问。

你可以将文件路径存储在一个变量中，再将变量传递给函数open（），这样更方便。

file_path = 'C:Users\other_file\Python_work\file_work\file.txt'\
with open('file_path') as file_object:

9.1.3 逐行读取

逐行读取其实只需要一个for循环即可。

with open('file.txt') as file_object:
    for line in file_object:
        print(line)

你只需要重新一下文件file.txt，多写几行数字。

输出时你会发现就是一行一行输出，但是每行中间都有一行空字符串。想去掉，只需在print中调用rstrip（）

with open('file.txt') as file_object:
    for line in file_object:
        print(line.rstrip())

9.1.4 创建一个包含文件各行内容的列表

使用关键字with时，open（）返回的对象只能在with代码块中用。如果要想在with以外使用文件内容，就需要将文件的每行内容存储在一个列表中，在需要的时候访问列表即可。

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

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

9.1.5使用文件内容

将文件读取到内存中后，就可以以任意方式使用文件中的数据了。

只需要创建一个变量，然后将文件内容存储进去即可

9.2写入文件

保存数据最简单的方法就是将它写入文件中。

9.2.1 写入空白文件

要将文本写入文件，你在调用open（）时需要提供另一个实参，告诉Python你要写入打开的文件。

file_name = 'file.txt'
with open('file_name', 'w') as object:
    file_object.write("I love you")

这里我们向函数open（）传递了两个参数，第一个参数是文件的名称，第二个实参告诉Python我们要以写入模式打开文件。打开文件时，可指定 读取模式（'r') 写入模式（'w') 附加模式（'a') 读取和写入模式（'r+')。如果省略模式参数，Python默认以只读方式打开文件。

要想写入多行文件，你只需要再次调用write()即可，但注意字符串末尾加上换行符/n，如果没有，文件就会以一行的方式写入。

如果要想给文件添加内容，而保留原先的数据，就可以使用附加模式。

9.3 异常

Python使用被称之为异常的特殊对象来管理程序执行期间发生的错误。

每当程序出现错误时，不管这个错误是什么，他都会创建一个异常对象。如果你编写了该异常的代码，程序将继续运行；如果没有编写，程序将停止，并显示一个Traceback，告诉你程序出错的原因。

异常是使用try-except代码块处理的。它让Python执行指定的操作，即使发生错误，程序也将继续运行，同时告诉你应该怎么办。而不是你看不懂的Traceback反馈。

9.3.1 处理ZeroDivisonError异常

什么时候会导致这种异常呢 ?

print(5/0)

我知道不能用一个数除以0，Python却不知道，它会返回一个异常对象

Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ZeroDivisionError: division by zero

在这种情况下Python停止运行，并指出引发了哪种异常。

下面我们告诉Python，发生了这种异常该怎么办，如果再次发生，我们就有备无患了。

9.3.2 使用try-except代码块

try:
    print(5/0)
except ZeroDivisonError:
    print("You can't divide by zero")

代码分析：

如果try代码块中的代码运行成功，Python将跳过except代码块；如果运行失败，将执行except代码块中的代码。

很显然，这个程序将运行except中代码。

输出

You can't divide by zero

你可以在你觉得程序将会出现异常的地方使用try-except代码块。

如果程序找不到指定文件，会反馈FileNotFoundError异常，要想处理FileNotFoundError异常，也可以使用try-except代码块。

如果你在发生异常时，并不希望程序反馈给你信息，可使用pass，让Python什么都不做。

try:
    print(5/0)
except ZeroDivisonError:
    pass

如果try代码块运行成功，这时候你要输出结果，可以用else代码块

try:
    a = 1
    b = 2
    c = a + b
except ZeroDivisonError:
    pass
else:
    print(c)

9.4 存储数据

很多程序要求用户输入某种信息，程序把用户输入的信息存储在列表和字典等数据结构中，如果你想在程序关闭时保存这些信息，可以使用json模块来存储数据。

9.4.1 使用json.dump（）和 json.load（）

我们首先编写一个存储数字的程序，这里需要用到json.dump()

import json

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]

fielname = 'numbers.json'
with open(filename, 'w') as file_object:
    json.dump(number, file_object)

代码分析：

我们先导入了模块json，在创建一个数字列表。我们指定了要将该数字列表存入的文件名称，使用后缀名.json规定了文件格式。我们以写入模式打开这个文件，使用函数json.dump()将数字列表存储到文件中。

下面我们再编写一个程序，读取这个文件到内存中，这里使用json.load()

import json

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]

fielname = 'numbers.json'
with open(filename) as file_object:
    number = json.dump(file_object)
print(number)