Python 文件读写、异常处理与模块使用详解-优快云博客

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Python 文件读写、异常处理与模块使用详解

文件读写

文件打开

通过前面的学习，我们掌握了Python编程的基础，但还有许多重要内容未涉及，如外部文件的读写、程序异常处理和模块的使用。本文将详细介绍这些内容，帮助读者更全面地掌握Python编程。

文件的读写是编程中的重要环节。大多数情况下，数据通过外部文件导入，处理后导出。因此，了解如何与文件交互至关重要。文件操作的第一步是打开文件，通用格式为 with open，括号内需提供文件路径、打开模式和字符编码。

文件路径：文件路径是文件的地址信息，提供完整路径或相对路径均可。
打开模式：模式决定了文件的读写方式，如只读（r）、写入（w）、追加（a）等。
字符编码：指定文件的字符编码，如UTF-8或GBK。

示例：
with open(‘example.txt’, ‘r’, encoding=‘utf-8’) as f:
# 执行读写操作

文件读取

文件打开后，可以使用多种方法读取内容：

read()：读取整个文件内容。
readline()：逐行读取文件。
readlines()：将所有行读入列表。

示例：
with open(‘example.txt’, ‘r’, encoding=‘utf-8’) as f:
content = f.read()
print(content)

文件写入

写入文件有多种模式：

覆盖写（w）：创建新文件或覆盖现有文件。
追加写（a）：在文件末尾追加内容。
二进制写（wb）：适用于二进制文件，如图片。

示例：
with open(‘output.txt’, ‘w’, encoding=‘utf-8’) as f:
f.write(‘Hello, World!\n’)

既读又写

某些情况下，需要同时读取和写入文件，使用r+, w+, a+模式。

示例：
with open(‘example.txt’, ‘r+’, encoding=‘utf-8’) as f:
f.seek(0, 2) # 移动指针到文件末尾
f.write(‘Additional content\n’)

异常处理

常见异常

程序执行过程中可能出现异常，导致程序中断。常见的异常包括：

除零错误：除以零。
文件找不到错误：文件路径无效。
值错误：传入值不符合预期。
索引错误：索引超出范围。
类型错误：类型不匹配。

示例：
x = 1 / 0 # 除零错误

异常处理方法

使用try-except语句捕捉异常，确保程序稳定运行。

示例：
try:
x = 1 / 0
except ZeroDivisionError:
print(“除零错误”)

还可以使用多个except分支处理不同类型的异常，或使用except Exception捕捉所有异常。

示例：
try:
x = 1 / 0
except ZeroDivisionError:
print(“除零错误”)
except FileNotFoundError:
print(“文件未找到”)
except Exception as e:
print(f"未知错误: {e}")

模块使用

模块简介

模块是封装好的代码，用于解决特定问题。Python提供了内置模块、第三方模块和自定义模块。

内置模块：如time, random, collections等。
第三方模块：如numpy, pandas, matplotlib等。
自定义模块：用户编写的.py文件。

导入模块

使用import语句导入模块：

导入整个模块：import module_name
导入特定函数/类：from module_name import function_name
导入所有内容：from module_name import *

示例：
import math
from random import randint
from numpy import *

模块查找路径

模块查找路径有三个优先级：

内存中已加载的模块。
内置模块。
sys.path中的路径。

示例：
import sys
print(sys.path)

如果模块不在上述路径中，可以将其路径添加到sys.path中。

示例：
sys.path.append(‘/path/to/module’)

markdown

文件读写部分

单选题

文件打开的通用格式是什么？
- A. open("file_path", "mode")
- B. with open("file_path", "mode") as f
- C. with open("file_path", "mode")
- D. open("file_path", "mode") as f
  答案：B
with open 后面的模式参数中，r 表示什么？
- A. 只写模式
- B. 追加模式
- C. 只读模式
- D. 创建模式
  答案：C
在 Windows 系统下，默认的字符编码是什么？
- A. UTF-8
- B. GBK
- C. ASCII
- D. ISO-8859-1
  答案：B
w 模式打开文件时，如果文件不存在会怎样？
- A. 报错
- B. 创建新文件
- C. 打开现有文件
- D. 覆盖现有文件
  答案：B
a 模式打开文件时，如果文件不存在会怎样？
- A. 报错
- B. 创建新文件
- C. 打开现有文件
- D. 覆盖现有文件
  答案：B

判断题

使用 with open 语句块可以自动关闭文件，不需要手动调用 close() 方法。
答案：正确
r+ 模式可以同时读取和写入文件，但如果文件不存在则会报错。
答案：正确
w+ 模式可以同时读取和写入文件，但如果文件已存在则会覆盖原有内容。
答案：正确
a+ 模式可以同时读取和写入文件，并且会在文件末尾追加内容。
答案：正确
b 模式可以单独使用，表示二进制文件模式。
答案：错误

异常处理部分

单选题

Python 中捕获所有异常的关键字是什么？
- A. try
- B. except
- C. finally
- D. Exception
  答案：D
try-except 结构中，except 后面可以跟多个异常类型，用什么符号分隔？
- A. ,
- B. ;
- C. :
- D. |
  答案：A
try-except-else 结构中，else 块在什么时候执行？
- A. try 块中发生异常时
- B. try 块中未发生异常时
- C. 总是执行
- D. 从不执行
  答案：B
try-except-finally 结构中，finally 块在什么时候执行？
- A. try 块中发生异常时
- B. try 块中未发生异常时
- C. 总是执行
- D. 从不执行
  答案：C
捕获异常时，使用 as 关键字可以做什么？
- A. 忽略异常
- B. 捕获异常的具体信息
- C. 终止程序
- D. 重新抛出异常
  答案：B

模块导入部分

单选题

导入整个模块使用的语法是什么？
- A. from module import *
- B. import module
- C. from module import function
- D. import module.function
  答案：B
从模块中导入特定函数使用的语法是什么？
- A. from module import *
- B. import module
- C. from module import function
- D. import module.function
  答案：C
导入模块中的所有函数和类使用的语法是什么？
- A. from module import *
- B. import module
- C. from module import function
- D. import module.function
  答案：A
模块查找路径的优先级顺序是什么？
- A. 内存 -> 内置模块 -> sys.path
- B. 内置模块 -> 内存 -> sys.path
- C. 内存 -> sys.path -> 内置模块
- D. 内置模块 -> sys.path -> 内存
  答案：A
如何将新的路径添加到模块查找路径中？
- A. sys.path.append("new_path")
- B. sys.path.add("new_path")
- C. sys.path.insert("new_path")
- D. sys.path.extend("new_path")
  答案：A

一、文件读写操作

题目1

根据文章内容，完成一个Python程序，该程序读取一个TXT文件，统计所有字符出现的频次，并将结果保存到另一个TXT文件中。

答案：
程序逻辑如下：

使用open函数以读取模式（r）打开源TXT文件，使用read方法读取文件内容并赋值给变量s。
将读取的内容传入一个自定义函数，此函数返回一个字典，字典键为字符，值为字符出现次数。
以写入模式（w）打开目标TXT文件。
使用for循环遍历字典，将字符及其频次逐行写入目标TXT文件。

题目2

程序执行后，假设源TXT文件是一篇小说，为什么输出的结果中数字较多？

答案：
因为这篇文本是一篇小说，而小说中往往包含大量对话、章节编号等元素，这些都可能含有数字，所以统计结果显示数字出现频率较高。

二、异常处理

题目3

根据文章内容，编写一段代码，提示用户输入一个数字，并确保用户输入的是有效数字，如果不是数字则提示错误信息。

答案：
程序逻辑如下：
使用while True创建一个死循环，在循环体内使用try-except结构捕获异常。try部分尝试将用户输入转换为数字，如果发生异常（如输入非数字），则在except分支中提示用户重新输入，直到输入正确跳出循环进入else分支打印用户输入的数字。

题目4

当用户输入字符或特殊符号时，程序如何响应？请举例说明。

答案：
当用户输入字符例如’a’，程序会提示"你输入的不是一个数字"；当输入特殊符号例如’@'，同样会提示"你输入的不是一个复字"（原文表述应为"你输入的不是一个数字"）。只有当用户输入有效的数字，比如’123’时，程序才会显示"你输入的一个数字是123"并结束循环。

三、模块导入与调用

题目5

根据文章内容，构建一个名为screening_prime.py的模块，其中包含一个函数用于筛选n以内所有素数。请写出该函数的主要逻辑。

答案：
程序逻辑如下：
定义一个名为is_prime的函数，接收参数number表示待检测的数。若number等于1则直接返回False，因为1不是素数。接下来使用for循环从2开始遍历到number平方根加1（取整），检查number能否被当前迭代变量i整除，如果能则返回False表示不是素数。如果循环结束后没有找到任何因子，则返回True表示是素数。