Python编程从入门到实践(第十章 文件和异常)学习总结

第十章 文件和异常

一、 读取文件

1、使用函数open()接受一个文件名的参数，在当前代码文件所在的目录查找指定的文件

2、文件的相对路径 让Python到指定的位置去查找，该位置相对于当前运行的程序所在目录的

3、文件的绝对路径 让Python到指定的绝对位置去查找

4、使用for循环进行逐行读取

5、创建一个包含文件各行内容的列表,就可在with代码块外访问列表

6、读取文件内容后使用文件的内容

7、读取一百万位长度的大型文件中的部分内容以及获取整个长度大小

8、查询文件内容中是否包含特定的值(以查询圆周率中是否包含生日为例)**

二、写入文件

1、将一行内容写入空文件

2、将多行内容写入文件

3、将内容附加写入文件末尾**

三、异常

1、处理ZeroDivisionError异常

2、使用异常避免崩溃

3、处理FileNotFoundError异常

4、计算txt文本包含多少单词使用split()方法

5、计算多个txt文本包含多少单词for循环文本列表

6、捕获到异常不提示时使用pass**

四、存储文件

1、使用将数据存储到json文件的json.dump()方法和从json文件加载数据的json.load()方法

2、保存和读取用户生成的数据

3、重构**

###################

10.1 读取文件

10.1.1 函数open()接受一个文件名的参数，在当前代码文件所在的目录查找指定的文件

with open('pi_digits.txt') as file_object:
#使用read方法读取这个文件的全部内容，并存储在变量中
    contents = file_object.read()
#打印变量的值，使用rstrip()去空格
    print(contents.rstrip())

#输出结果:

3.1415926535
8979323846
2643383279

#关键字with 在不再需要访问文件后将其关闭，也可以通过open()和close()来打开和关闭文件，如果程序有bug，导致close()语句未执行，文件将不会关闭

################

10.1.2 相对路径 让Python到指定的位置去查找，该位置相对于当前运行的程序所在目录的

#在代码文件目录新建一个test_file文件夹，然后放入文件(Windows中使用反斜杠)

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

#输出结果:

3.1415926
897932
2643

##################

10.1.3 绝对路径

#运行时提示路径不对。如果路径在Windows中可以访问，可以在开头添加r(如果后面的字符串有很多需要转义的符号时)

file_path = r'F:\PythonStudy\test_file\pi_digits.txt'
with open(file_path) as file_object:
    contents = file_object.read()
    print(contents)

#输出结果:

3.1415926
897932
2643

#################

10.1.4 逐行读取

#将文件名称存储在变量中
file_path = 'pi_digits.txt'
with open(file_path) as file_object:
#使用循环来遍历文件中的每一行
    for file_line in file_object:
        print(file_line)

#输出结果:

3.1415926535

8979323846

2643383279

#文件的换行符和print语句的换行符导致多余的空白行，可调用rstrip()去掉

################

10.1.5 创建一个包含文件各行内容的列表,就可在with代码块外访问列表

file_name = 'pi_digits.txt'
with open(file_name) as file_object:
    #使用readlines()读取每一行并存储在列表中
    lines = file_object.readlines()
for line in lines:
    print(line.rstrip())

#输出结果:

3.1415926535
8979323846
2643383279

##################

10.1.6 使用文件的内容

file_name = 'pi_digits.txt'
with open(file_name) as file_object:
    lines = file_object.readlines()
#创建一个变量用于存储圆周率的值
pi_string = ''
#使用for循环将各行都加入pi_string，并删除末尾换行符
for line in lines:
    pi_string += line.rstrip()
#打印字符串和长度
print(pi_string)
print(len(pi_string))

#输出结果:精确到30位小数的圆周率值；长度为32位

3.141592653589793238462643383279
32

#读取文本文件时，Python将其中的所有文本解读为字符串；如果读取数字，并要将其作为数值使用，就必须使用int()将其转换为整数或使用函数float将其转换为浮点数

#################

10.1.7 包含一百万位的大型文件

filename = 'pi_digits.txt'
with open(filename) as file_object:
    lines = file_object.readlines()
pi_string = ''
for line in lines:
    pi_string += line.strip()
##获取文件内容前52位长度的值
print(pi_string[:52]+ "...")
##打印文件内容的总长度
print(len(pi_string))

#输出结果:前52位长度的值；文件内容总长度

3.14159265358979323846264338327924567892134564567498...
1090802

###################

10.1.8 查询圆周率中是否包含你的生日

#将生日表示为一个由数字组成的字符串，再检查这个字符串是否包含在文件的内容中

filename = 'pi_digits.txt'
with open(filename) as file_object:
    lines = file_object.readlines()
pi_string = ''
for line in lines:
    pi_string += line.strip()
#提示并获取用户输入的生日值，格式为：月日年
birthday = input("Enter your birthday,in the form mmddyy : ")
if birthday in pi_string:
    print("Your birthday appears in the first million digits of pi!")
else:
    print("Your birthday does not appear in the first million digits of pi.")

#输出结果:分别输入95年12月30日；95年13月30日

Enter your birthday,in the form mmddyy : 123095
Your birthday appears in the first million digits of pi!

Enter your birthday,in the form mmddyy : 133095
Your birthday does not appear in the first million digits of pi.

###################

10.2 写入文件

10.2.1 将一行内容写入空文件

filename = 'write_into.txt'
#调用open()时提供两个实参，一个文件名，一个以什么模式(下面有说明)打开文件
with open(filename,'w') as file_object:
#使用文件对象方法write()将一个字符串写入文件
    file_object.write("This is for python write.")

#输出结果: 没有终端输出，打开write_into.txt文件查看内容

This is for python write.

#以上代码说明：
#第二个实参说明：读取模式(‘r’)；写入模式(‘w’)；附加模式(‘a’)；读取和写入模式(‘r+’)；省略此值的话默认只读
#写入文件不存在时，函数open()会自动创建；以写入模式打开文件时，如果文件已存在，python将在返回文件对象前清空该文件
#Python只能将字符串写入文本文件；要将数值存储到文本文件中，必须先使用函数str()将其转换为字符串格式

##################

10.2.2 将多行内容写入文件

filename = 'write_into.txt'
with open(filename,'w') as file_object:
    file_object.write("This is for first A.\n")
    file_object.write("This is for second B.\n")
    file_object.write("This is for third C.")

#输出结果: 没有终端输出，打开write_into.txt文件查看内容；原来的内容被清空

This is for first A.
This is for second B.
This is for third C.

以上代码说明：
#如果没有换行符，写入文件后内容将显示在一行； 还可使用空格，制表符和空行来设置这些输出的格式

###################

10.2.3 将内容附加写入文件,添加到文件末尾

filename = 'write_into.txt'
#第二个实参说明：读取模式('r')；写入模式('w')；附加模式('a')；读取和写入模式('r+')；省略此值的话默认只读
with open(filename,'a') as file_object:
    file_object.write("This is for forth D.")

#输出结果: 没有终端输出，打开write_into.txt文件查看内容；在原来的基础上附加

This is for first A.
This is for second B.
This is for third C.This is for forth D.

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10.3 异常

#未对异常处理，程序将停止，并显示一个traceback，包含有关异常的报告；异常使用try-except代码块处理

10.3.1 处理ZeroDivisionError异常

#首先看看异常场景

print(5/0)

#输出结果

Traceback (most recent call last):
  File "F:/PythonStudy/file_except.py", line 218, in <module>
    print(5/0)
ZeroDivisionError: division by zero

#其次使用try-except代码块处理这个异常,程序可接着运行后面的代码

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

#输出结果

You can't divide by zero!

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10.3.2 使用异常避免崩溃

#如下代码是获取用户输入的两个数字进行除法运算； 但是为0时，就会抛出ZeroDivisionError异常，可以看到文件名称和部分代码，不利于安全

print("Give me two numbers,and I'll divide them.")
print("Enter 'q' to quit.")
while True:
#提示用户输入第一个数字，如果是q则退出
    first_number = input("\nFirst number: ")
    if first_number == 'q':
        break
#提示用户输入第二个数字，如果是q则退出
    second_number = input("Second number: ")
    if second_number == 'q':
        break
#计算两个数字的商
    answer = int(first_number) / int(second_number)
    print(answer)

######对以上代码进行异常处理改造后：

print("Give me two numbers,and I'll divide them.")
print("Enter 'q' to quit.")
while True:
#提示用户输入第一个数字，如果是q则退出
    first_number = input("\nFirst number: ")
    if first_number == 'q':
        break
#提示用户输入第二个数字，如果是q则退出
    second_number = input("Second number: ")
    if second_number == 'q':
        break
#使用try-except-else对异常进行处理
    try:
        answer = int(first_number) / int(second_number)
    except ZeroDivisionError:
        print("You can't divide by zero!")
    else:
        print(answer)

#输出结果：

First number: 5
Second number: 2
2.5

First number: 5
Second number: 0
You can't divide by zero!

#只有可能引发异常的代码才需要放在try语句中

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10.3.3 处理FileNotFoundError异常

#先举例说明然后进行处理

filename = 'abcd.txt'
with open(filename) as file_object:
    contents = file_object.read()

#输出结果：文件不存在时，出现FileNotFoundError异常

Traceback (most recent call last):
  File "F:/PythonStudy/test_rumen/file_except.py", line 296, in <module>
    with open(filename) as file_object:
FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: 'abcd.txt'

#出现以上问题后，通过try-except解决异常；open()函数打开文件异常，所以在open()之前添加try

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

#输出结果：

Sorry,the file abcd.txt does not exist.

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10.3.4 分析文本

计算包含多少个单词使用split()方法

title = "Alice in Wonderland"
#方法split()以空格为分隔符将字符创拆成多个部分并存储到列表中
print(title.split())

#输出结果：列表

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

#计算文本包含多少个单词

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)
else:
    # 计算文本包含多少单词
    words = contents.split()
    num_words = len(words)
    print("The file " + filename + " has about " + str(num_words) + " words." )

#输出结果：

The file alice.txt has about 212 words.

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10.3.5 使用多个文本

#将读取文本单词数的代码放到一个函数中

def count_words(filename):
    """计算一个文件大致包含多少单词"""
    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.")
#循环读取列表中的多个文本，即使文本不存在时也能正常执行后面的
filenames = ['alice.txt','notexist.txt','alice2.txt']
for filename in filenames:
    count_words(filename)

#输出结果：

The file alice.txt has about 212 words.
Sorry, The file notexist.txt does not exist.
The file alice2.txt has about 212 words.

#####################

10.3.6 捕获到异常不提示时使用pass

def count_words(filename):
    """计算一个文件大致包含多少单词"""
    try:
        with open(filename) as f_obj:
            contents = f_obj.read()
    except FileNotFoundError:
#pass语句让python什么都不要做
        pass
    else:
        words = contents.split()
        num_words = len(words)
        print("The file " + filename + " has about " + str(num_words) + " words.")
#循环读取列表中的多个文本，即使文本不存在时也能正常执行后面的
filenames = ['alice.txt','notexist.txt','alice2.txt']
for filename in filenames:
    count_words(filename)

#输出结果：

The file alice.txt has about 212 words.
The file alice2.txt has about 212 words.

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10.4 存储数据:使用模块json来存储数据；

模块json(JavaScript Object Notation)能够让简单的python数据结构转储到文件中，并在程序再次运行时加载该文件中的数据。分享数据。

10.4.1 使用json.dump()和json.load()

#使用json.dump()来存储数字列表,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

#导入json模块
import json
#创建一个数字列表，也就是要存储的数据
numbers = [2,3,5,6,8,10,15,26]
#创建存储数据的文件，并以写入模式('w')打开
filename = 'numbers.json'
with open(filename,'w') as f_obj:
#json.dump()接受要存储的数据以及可用于存储数据的文件对象两个实参
    json.dump(numbers,f_obj)

#输出结果：终端没有输出，numbers.json文件内容

[2, 3, 5, 6, 8, 10, 15, 26]

#使用json.load()读取数据到内存中

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

#输出结果：

[2, 3, 5, 6, 8, 10, 15, 26]

#####################

10.4.2 保存和读取用户生成的数据

#保存用户输入的数据到json文件中

import json
username = input("What is your name :")
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 + "!")

#输出结果：json文件内容为"Abcd"；终端输入和输出如下

What is your name :Abcd
We'll remember you when you come back, Abcd!

#以前存储过就加载，否则提示输入，输入后保存

import json
filename = 'username.json'
try:
#如果以前存储了用户名就加载
    with open(filename) as f_obj:
        username = json.load(f_obj)
#如果以前没有存储过，提示用户输入，然后存储用户输入的数据
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 +"!")

#输出结果：以前存储过的

Welcome back, Abcd!

#####################

10.4.3 重构

#重构是将代码分为一系列完成具体工作的函数的过程；让代码更清晰，更易于理解和扩展

#重构前

import json
def greet_user():
    filename = 'username.json'
    try:
#如果以前存储了用户名就加载
        with open(filename) as f_obj:
            username = json.load(f_obj)
#如果以前没有存储过，提示用户输入，然后存储用户输入的数据
    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 +"!")
greet_user()

#以上greet_user()函数所做的不仅仅是问候，还有获取存储的数据，没有存储还要提示用户输入，下面重构该函数，让greet_user()不做那么多事
#重构后

import json
#定义一个函数加载存储的数据值，如果不存在返回None
def get_stored_username():
    filename = 'username.json'
    try:
        with open(filename)as f_obj:
            username = json.load(f_obj)
    except  FileNotFoundError:
        return  None
    else:
        return username



#定义一个函数只获取并存储新用户
def get_new_username():
    username = input("What is your name :")
    filename = 'username.json'
    with open(filename, 'w') as f_obj:
        json.dump(username, f_obj)
        return username



#问候用户，已存储过的就欢迎回来；新用户就提示
def greet_user():
    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()

#输出结果： 新用户

What is your name :Ef
We'll remember you when you come back, Ef!

其他章节内容：
Python编程从入门到实践基础知识：https://blog.youkuaiyun.com/louzhu_lz/article/details/90721685

Python编程从入门到实践(第三、四章的 列表和元祖)：https://blog.youkuaiyun.com/louzhu_lz/article/details/91354506

Python编程从入门到实践(第五章 if语句学习总结)：https://blog.youkuaiyun.com/louzhu_lz/article/details/91409903

Python编程从入门到实践(第六章 字典学习总结)：https://blog.youkuaiyun.com/louzhu_lz/article/details/91910554

Python编程从入门到实践(第七章 用户输入和while循环学习总结):https://blog.youkuaiyun.com/louzhu_lz/article/details/92384649

Python编程从入门到实践(第八章 函数)学习总结:https://blog.youkuaiyun.com/louzhu_lz/article/details/93377817

Python编程从入门到实践(第九章 类)学习总结：https://blog.youkuaiyun.com/louzhu_lz/article/details/93655674

Python编程从入门到实践(第十章 文件和异常)学习总结：https://blog.youkuaiyun.com/louzhu_lz/article/details/100060189