Python的秘密基地--[章节5] 文件与异常处理-优快云博客

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第5章：文件与异常处理

在编程中，文件操作和异常处理是必不可少的部分。Python提供了强大的文件操作功能，并且能够方便地处理运行时错误。掌握这两部分可以让你编写更加健壮和高效的代码。

5.1 文件操作

5.1.1 打开文件

Python提供了内置的open()函数用于打开文件，返回一个文件对象。

# 打开文件
file = open('example.txt', 'r')  # 'r'表示读取模式
print(file.read())  # 读取文件内容
file.close()  # 关闭文件

5.1.2 文件模式

模式	描述
`'r'`	只读模式（默认模式）
`'w'`	写入模式（如果文件存在会被覆盖）
`'a'`	追加模式（在文件末尾追加内容）
`'b'`	二进制模式（用于处理非文本文件）
`'x'`	创建模式（文件不存在时创建文件）
`'t'`	文本模式（默认模式）

# 示例：写入文件
file = open('example.txt', 'w')  # 打开文件以写入
file.write("Hello, Python!")  # 写入内容
file.close()

5.1.3 文件读取方法

read(size)：读取指定大小的字符。
readline()：读取一行内容。
readlines()：读取所有行并返回一个列表。

# 读取文件
file = open('example.txt', 'r')
print(file.read())  # 读取所有内容
file.close()

# 逐行读取
file = open('example.txt', 'r')
print(file.readline())  # 读取一行
file.close()

5.2 上下文管理器与`with`语句

使用with语句可以自动管理文件的打开和关闭，避免忘记关闭文件导致资源泄漏。

# 使用with自动关闭文件
with open('example.txt', 'r') as file:
    content = file.read()
    print(content)
# 不需要显式调用file.close()

with语句可以确保无论代码执行是否成功，都会自动关闭文件。

5.3 文件操作的常见方法

5.3.1 os模块中的文件操作

os模块提供了与操作系统相关的功能，可以用来处理文件和目录。

import os

# 获取当前工作目录
print(os.getcwd())  # 获取当前目录

# 创建目录
os.mkdir('new_folder')

# 删除文件
os.remove('example.txt')

5.3.2 Pathlib模块

pathlib模块提供了面向对象的文件系统路径操作方式。

from pathlib import Path

# 创建路径对象
path = Path('example.txt')

# 判断文件是否存在
if path.exists():
    print("文件存在")
else:
    print("文件不存在")

# 读取文件内容
content = path.read_text()
print(content)

5.4 异常处理

5.4.1 什么是异常

异常是程序执行过程中遇到的错误。Python通过try-except语句来处理异常。

try:
    x = 1 / 0  # 除以零会引发异常
except ZeroDivisionError as e:
    print(f"发生异常：{e}")

5.4.2 异常处理流程

try：尝试执行可能引发异常的代码。
except：捕获异常并进行处理。
else：如果没有异常发生，执行此部分代码。
finally：无论是否发生异常，都会执行此部分代码（通常用于清理操作）。

try:
    x = int(input("请输入一个整数："))
    print(10 / x)
except ZeroDivisionError:
    print("不能除以零")
except ValueError:
    print("请输入有效的整数")
else:
    print("没有异常发生")
finally:
    print("无论如何都会执行的部分")

5.4.3 多个异常捕获

可以捕获多个不同类型的异常。

try:
    x = int(input("请输入一个整数："))
    result = 10 / x
except (ZeroDivisionError, ValueError) as e:
    print(f"发生异常：{e}")

5.5 自定义异常

你可以创建自己的异常类，继承自内置的Exception类。

class MyCustomError(Exception):
    def __init__(self, message):
        super().__init__(message)

try:
    raise MyCustomError("这是一个自定义异常")
except MyCustomError as e:
    print(f"捕获到自定义异常: {e}")

5.6 捕获所有异常

虽然通常不建议捕获所有异常，但如果需要，可以使用except Exception捕获所有类型的异常。

try:
    x = 10 / 0
except Exception as e:
    print(f"捕获到异常：{e}")

5.7 调试与日志

5.7.1 使用`logging`模块

logging模块提供了记录程序运行时事件的功能，特别适用于捕获和记录错误信息。

import logging

# 配置日志
logging.basicConfig(level=logging.INFO)

# 日志记录
logging.debug("调试信息")
logging.info("普通信息")
logging.warning("警告信息")
logging.error("错误信息")
logging.critical("严重错误")