（五）、文件与异常

在某些情况下，我们需要去处理一个文件类型的，诸如txt文件和csv文件，此时我们就有一些列的方式包括打开、读取、写入、关闭等。

一、文件

（一）文件的路径

不管是打开一个文件亦或是新建一个文件，我们都需要明白这个文件所处的位置，也就是文件的路径，才能更好地、正确的调用编辑。
文件的路径可以分为绝对路径和相对路径

• 绝对路径：是指从文件系统的根目录开始的完整路径。它包含了文件在文件系统中的完整位置，可以唯一地定位一个文件。

C:\Users\Username\Documents\file.txt

• 相对路径：是指相对于当前工作目录或某个参考点的文件路径。它不包含完整的文件系统路径，而是描述文件相对于当前位置的位置。相对路径通常更短、更简洁，并且依赖于参考点。

C:\\Users\\Username\\Documents\\file.txt
Documents\\file.txt
 C:\\Documents

值得注意的是，由于“\”与某些字符连用会形成“转义字符”，例如“\n”、“\t”等此时，我们要使用“r+路径”，例如：

f=open('C:\Users\zhang\nesktop\.idea')#"/n"形成转义字符，无法正常调用
f=open(r'C:\Users\zhang\nesktop\.idea')#用r取消转义字符，可以正常调用

r表示取消后续字符串中“/”的转义特性。

（二）文件的操作模式

文件可以分为文本文件、二进制文件，处理的方式也可分为只读、只写等。

• “r”（读取模式）：以只读模式打开文件。如果文件不存在，会发生异常。
• “w”（写入模式）：以写入模式打开文件。如果文件存在，会被覆盖；如果文件不存在，会创建新文件。
• “a”（追加模式）：以追加模式打开文件。如果文件存在，新内容将被追加到文件末尾；如果文件不存在，会创建新文件。
• “x”（独占写入模式）：以独占写入模式创建文件。如果文件已经存在，会引发异常。
• “b”（二进制模式）：以二进制模式打开文件，可以处理二进制文件（如图片、音频等）。可与其他模式一起使用，如 “rb”、“wb”、“ab” 等。
• “t”（文本模式，默认模式）：以文本模式打开文件，用于处理文本文件。可与其他模式一起使用，如 “rt”、“wt”、“at” 等。
• “+”（读写模式）：可与其他模式一起使用，表示文件既能读取又能写入。如 “r+”、“w+”、“a+” 等。

文件的操作模式一般要写在文件的打开部分

# 以读取模式打开文件
file1 = open("example.txt", "r")

# 以写入模式打开文件
file2 = open("example.txt", "w")

# 以追加模式打开文件
file3 = open("example.txt", "a")

# 以独占写入模式创建文件
file4 = open("example.txt", "x")

# 以二进制模式读取文件
file5 = open("example.txt", "rb")

# 以文本模式写入文件
file6 = open("example.txt", "wt")

# 以读写模式打开文件
file7 = open("example.txt", "r+")

（三）文件的打开

文件的打开可以使用两种方式：

open方法
open(文件名，操作模式）这是最基础的打开方式

a=open("abc.txt","r")

with open 方法
with open(文件名，操作模式）as 变量名:

with open('abc.txt', 'r') as file_obj:
#最后的冒号不能忘记

在with open方法打开的文件，可以直接对变量名的内容进行处理

with open('abc.txt', 'r') as file_obj:
    for line in file_obj:
    print(line)
#分行打印了'abc.txt'文件中的每一行内容

（四）文件的读取

读文件有两种方法

read()
一般用于直接读取文件里的全部内容，读取后为字符串型
readline()
一般用于读取文件里的一行（段）内容，读取后为字符串型
类似的，实现readline的功能还可以像上文中直接open文件之后:

with open('abc.txt', 'r') as file_obj:
    
    for line in file_obj:
        print(line)

（五）文件的修改（写入）

文件的写入有两种方式，分别为write()和writelines()

write()方法用于写入单行文本或二进制数据到文件中。

变量名.write(内容)

writelines()方法用于写入多行文本或二进制数据到文件中。

变量名.writelines(内容)

例如：

# 打开文件
file = open('example.txt', 'w')
# 写入单行文本
file.write('Hello, world!\n')
# 关闭文件
file.close()

# 打开文件
file = open('example.txt', 'w')
# 写入多行文本
lines = ['Hello, world!\n', 'Welcome to Python!\n']
file.writelines(lines)
# 关闭文件
file.close()

（六）文件的关闭

在Python中打开文件后，最后一定要记得关闭文件。关闭文件的目的是释放系统资源并刷新输出缓冲区，确保写入的数据被正常保存到文件中。
关闭文件可以使用close()方法：

变量名.close()

除了手动关闭文件，还可以使用with语句来自动管理文件的打开和关闭，这样可以确保文件在使用完后自动关闭，避免出现文件句柄泄漏等问题。

with open('example.txt', 'r') as file:
    # 读取文件内容
    content = file.read()
    # 文件自动关闭

上述代码中，open()函数返回文件对象，然后使用with语句将该文件对象赋值给变量file，在with块内读取文件内容，with块执行完毕后会自动关闭文件。

（七）csv文件的处理

要处理csv文件，一定要记住最开头加上“import csv”，要调用csv库，才能处理csv文件
例如：

import csv
with open('example.csv', 'r') as file_obj:
    reader = csv.reader(file_obj)#此处一定要使用“csv.reader”，csv.writer是csv库里专门处理csv文件读取的方法
    for row in reader:#这里读取的就是csv文件的一行内容，以列表的形式展现出来
        print(row)

以上代码使用csv.reader()函数将csv文件对象转换为csv.reader对象，并使用for循环逐行读取csv文件内容并打印为列表形式。

如果需要将数据写入csv文件中，可以使用csv.writer()函数。以下是一个将二维列表写入csv文件的示例：

import csv
data = [['Name', 'Age', 'City'],
        ['Alice', '20', 'Beijing'],
        ['Bob', '22', 'Shanghai'],
        ['Charlie', '25', 'Guangzhou']]
with open('example.csv', 'w', newline='') as file_obj:
    writer = csv.writer(file_obj)#csv.writer是csv库里专门处理csv文件写入的方法
    for row in data:
        writer.writerow(row)

以上代码将一个二维列表data写入example.csv文件中，每个列表元素占据csv文件的一行，用,隔开。注意，在打开csv文件时需要指定newline=''参数，否则写入的csv文件将会有重复空行。

二、异常

在Python中，异常处理是一种机制，用于捕获和处理程序运行过程中可能发生的错误或异常情况。异常处理可以帮助我们优雅地处理异常，并对出现的问题做出适当的响应，以保证程序的稳定性和可靠性。

异常的分类

在Python中，常见的异常类型包括但不限于以下几种：

SyntaxError：语法错误，在代码编写过程中违反了Python的语法规则。
IndentationError：缩进错误，通常是代码缩进不正确导致的问题。
NameError：名称错误，尝试使用一个不存在的变量或函数名称。
TypeError：类型错误，操作或函数应用于不兼容的数据类型。
ValueError：值错误，函数或操作接收到了一个非法或无效的参数值。
ZeroDivisionError：零除错误，尝试进行除法运算时除数为零。
IndexError：索引错误，当尝试访问列表、元组或字符串等序列中不存在的索引时发生。
KeyError：键错误，尝试使用字典中不存在的键时发生。
FileNotFoundError：文件未找到错误，尝试打开一个不存在的文件时发生。
IOError：输入/输出错误，与文件或流相关的输入/输出操作发生错误。
AttributeError：属性错误，尝试访问一个对象中不存在的属性或方法。
ImportError：导入错误，尝试导入一个不存在的模块或包时发生。

除了上述常见的异常类型外，还有许多其他内置的异常类型和自定义的异常类型，可以根据实际需求进行使用和定义。

在异常处理时，通常可以使用 try-except 语句块捕获不同类型的异常，并提供相应的处理逻辑。此外，还可以使用 try-except-else-finally 结构来进一步完善异常处理逻辑。

异常的处理

在Python中，我们使用 try-except 语句块来进行异常处理。try 代码块用于包裹可能会引发异常的代码，而 except 代码块则用于指定在发生异常时要执行的相关操作。

下面是一个简单的异常处理的示例：

try:
    # 可能会引发异常的代码块
    num1 = int(input("请输入一个整数: "))
    num2 = int(input("请输入另一个整数: "))
    result = num1 / num2
    print("结果:", result)
except ValueError:
    print("输入的不是有效的整数，请重新输入。")
except ZeroDivisionError:
    print("除数不能为零，请重新输入。")

在上述示例中，我们尝试将用户输入的两个整数进行相除并打印结果。但是，如果用户输入的内容无法转换为整数（ValueError），或者第二个数为零导致除法运算错误（ZeroDivisionError），就会引发异常。在这种情况下，我们使用了两个 except 代码块来捕获不同类型的异常，并分别输出相应的错误信息。

除了使用具体的异常类型来捕获异常之外，还可以使用 except 关键字后不带任何异常类型的 except 代码块来捕获所有类型的异常。例如：

try:
    # 可能会引发异常的代码块
    # ...
except:
    # 捕获所有类型的异常
    # ...

此外，还可以使用 else 和 finally 块来进一步完善异常处理逻辑。else 块用于指定当没有异常发生时要执行的代码，而 finally 块中的代码无论是否发生异常都会执行。

下面是一个包含 else 和 finally 块的异常处理示例：

try:
    # 可能会引发异常的代码块
    # ...
except ValueError:
    print("输入的不是有效的整数，请重新输入。")
except ZeroDivisionError:
    print("除数不能为零，请重新输入。")
else:
    print("计算完成。")
finally:
    print("程序执行结束。")

在上述示例中，如果没有发生异常，则会执行 else 块中的代码；无论是否发生异常，最终都会执行 finally 块中的代码。

需要注意的是，异常处理应该尽可能精确地捕获并处理具体的异常类型，以便针对不同的异常情况采取适当的措施。同时，避免在异常处理代码块中放置过多的代码，以免混淆和隐藏实际的问题。最好将异常处理限制在可能引发异常的代码块周围，以保持代码的简洁性和可读性。