Python中的文件操作和异常
Python中的文件操作和异常
文章目录
- Python中的文件操作和异常
- 一、文件
- 01. 文件的概念
- 1.1 文件的概念和作用
- 1.2 文件的存储方式
- 文本文件和二进制文件
- 02. 文件的基本操作
- 2.1 操作文件的套路
- 2.2 操作文件的函数/方法
- 2.3 read 方法 —— 读取文件
- 文件指针
- 2.4 打开文件的方式
- 2.5 按行读取文件内容
- `readline` 方法
- 2.6 文件读写案例 —— 复制文件
- 小文件复制
- 大文件复制
- 03. 文件/目录的常用管理操作
- 文件操作
- 目录操作
- 04. 文本文件的编码格式
- 4.1 ASCII 编码和 UNICODE 编码
- `ASCII` 编码
- `UTF-8` 编码格式
- 4.2 Ptyhon 2.x 中如何使用中文
- unicode 字符串
- 二、异常
- 01. 异常的概念
- 02. 捕获异常
- 2.1 简单的捕获异常语法
- 简单异常捕获演练 —— 要求用户输入整数
- 2.2 错误类型捕获
- 异常类型捕获演练 —— 要求用户输入整数
- 捕获未知错误
- 2.3 异常捕获完整语法
- 03. 异常的传递
- 04. 抛出 `raise` 异常
- 4.1 应用场景
- 4.2 抛出异常
一、文件
01. 文件的概念
1.1 文件的概念和作用
- 计算机的 文件,就是存储在某种 长期储存设备 上的一段 数据
- 长期存储设备包括:硬盘、U 盘、移动硬盘、光盘…
文件的作用
将数据长期保存下来,在需要的时候使用
CPU | 内存 | 硬盘 |
---|---|---|
1.2 文件的存储方式
- 在计算机中,文件是以 二进制 的方式保存在磁盘上的
文本文件和二进制文件
文本文件
- 可以使用 文本编辑软件 查看
- 本质上还是二进制文件
- 例如:python 的源程序
二进制文件
- 保存的内容 不是给人直接阅读的,而是 提供给其他软件使用的
- 例如:图片文件、音频文件、视频文件等等
- 二进制文件不能使用 文本编辑软件 查看
02. 文件的基本操作
2.1 操作文件的套路
在 计算机 中要操作文件的套路非常固定,一共包含三个步骤:
- 打开文件
- 读、写文件
- 读 将文件内容读入内存
- 写 将内存内容写入文件
- 关闭文件
2.2 操作文件的函数/方法
- 在
Python
中要操作文件需要记住 1 个函数和 3 个方法
序号 | 函数/方法 | 说明 |
---|---|---|
01 | open | 打开文件,并且返回文件操作对象 |
02 | read | 将文件内容读取到内存 |
03 | write | 将指定内容写入文件 |
04 | close | 关闭文件 |
open
函数负责打开文件,并且返回文件对象read
/write
/close
三个方法都需要通过 文件对象 来调用
2.3 read 方法 —— 读取文件
open
函数的第一个参数是要打开的文件名(文件名区分大小写)- 如果文件 存在,返回 文件操作对象
- 如果文件 不存在,会 抛出异常
read
方法可以一次性 读入 并 返回 文件的 所有内容close
方法负责 关闭文件- 如果 忘记关闭文件,会造成系统资源消耗,而且会影响到后续对文件的访问
- 注意:
read
方法执行后,会把 文件指针 移动到 文件的末尾
# 1. 打开 - 文件名需要注意大小写
file = open("README")# 2. 读取
text = file.read()
print(text)# 3. 关闭
file.close()
提示
- 在开发中,通常会先编写 打开 和 关闭 的代码,再编写中间针对文件的 读/写 操作!
文件指针
- 文件指针 标记 从哪个位置开始读取数据
- 第一次打开 文件时,通常 文件指针会指向文件的开始位置
- 当执行了
read
方法后,文件指针 会移动到 读取内容的末尾- 默认情况下会移动到 文件末尾
思考
- 如果执行了一次
read
方法,读取了所有内容,那么再次调用read
方法,还能够获得到内容吗?
答案
- 不能
- 第一次读取之后,文件指针移动到了文件末尾,再次调用不会读取到任何的内容
2.4 打开文件的方式
open
函数默认以 只读方式 打开文件,并且返回文件对象
语法如下:
f = open("文件名", "访问方式")
访问方式 | 说明 |
---|---|
r | 以只读方式打开文件。文件的指针将会放在文件的开头,这是默认模式。如果文件不存在,抛出异常 |
w | 以只写方式打开文件。如果文件存在会被覆盖。如果文件不存在,创建新文件 |
a | 以追加方式打开文件。如果该文件已存在,文件指针将会放在文件的结尾。如果文件不存在,创建新文件进行写入 |
r+ | 以读写方式打开文件。文件的指针将会放在文件的开头。如果文件不存在,抛出异常 |
w+ | 以读写方式打开文件。如果文件存在会被覆盖。如果文件不存在,创建新文件 |
a+ | 以读写方式打开文件。如果该文件已存在,文件指针将会放在文件的结尾。如果文件不存在,创建新文件进行写入 |
提示
- 频繁的移动文件指针,会影响文件的读写效率,开发中更多的时候会以 只读、只写 的方式来操作文件
写入文件示例
# 打开文件
f = open("README", "w")f.write("hello python!\n")
f.write("今天天气真好")# 关闭文件
f.close()
2.5 按行读取文件内容
read
方法默认会把文件的 所有内容 一次性读取到内存- 如果文件太大,对内存的占用会非常严重
readline
方法
readline
方法可以一次读取一行内容- 方法执行后,会把 文件指针 移动到下一行,准备再次读取
读取大文件的正确姿势
# 打开文件
file = open("README")while True:# 读取一行内容text = file.readline()# 判断是否读到内容if not text:break# 每读取一行的末尾已经有了一个 `\n`print(text, end="")# 关闭文件
file.close()
2.6 文件读写案例 —— 复制文件
小文件复制
- 打开一个已有文件,读取完整内容,并写入到另外一个文件
# 1. 打开文件
file_read = open("README")
file_write = open("README[复件]", "w")# 2. 读取并写入文件
text = file_read.read()
file_write.write(text)# 3. 关闭文件
file_read.close()
file_write.close()
大文件复制
- 打开一个已有文件,逐行读取内容,并顺序写入到另外一个文件
# 1. 打开文件
file_read = open("README")
file_write = open("README[复件]", "w")# 2. 读取并写入文件
while True:# 每次读取一行text = file_read.readline()# 判断是否读取到内容if not text:breakfile_write.write(text)# 3. 关闭文件
file_read.close()
file_write.close()
03. 文件/目录的常用管理操作
- 在 终端 / 文件浏览器、 中可以执行常规的 文件 / 目录 管理操作,例如:
- 创建、重命名、删除、改变路径、查看目录内容、……
- 在
Python
中,如果希望通过程序实现上述功能,需要导入os
模块
文件操作
序号 | 方法名 | 说明 | 示例 |
---|---|---|---|
01 | rename | 重命名文件 |
os.rename(源文件名, 目标文件名)
|
02 | remove | 删除文件 |
os.remove(文件名)
|
目录操作
序号 | 方法名 | 说明 | 示例 |
---|---|---|---|
01 | listdir | 目录列表 |
os.listdir(目录名)
|
02 | mkdir | 创建目录 |
os.mkdir(目录名)
|
03 | rmdir | 删除目录 |
os.rmdir(目录名)
|
04 | getcwd | 获取当前目录 |
os.getcwd()
|
05 | chdir | 修改工作目录 |
os.chdir(目标目录)
|
06 | path.isdir | 判断是否是文件 |
os.path.isdir(文件路径)
|
提示:文件或者目录操作都支持 相对路径 和 绝对路径
04. 文本文件的编码格式
- 文本文件存储的内容是基于 字符编码 的文件,常见的编码有
ASCII
编码,UNICODE
编码等
Python 2.x 默认使用
ASCII
编码格式
Python 3.x 默认使用UTF-8
编码格式
4.1 ASCII 编码和 UNICODE 编码
ASCII
编码
- 计算机中只有
256
个ASCII
字符 - 一个
ASCII
在内存中占用 1 个字节 的空间8
个0/1
的排列组合方式一共有256
种,也就是2 ** 8
UTF-8
编码格式
- 计算机中使用 1~6 个字节 来表示一个
UTF-8
字符,涵盖了 地球上几乎所有地区的文字 - 大多数汉字会使用 3 个字节 表示
UTF-8
是UNICODE
编码的一种编码格式
4.2 Ptyhon 2.x 中如何使用中文
Python 2.x 默认使用
ASCII
编码格式
Python 3.x 默认使用UTF-8
编码格式
- 在 Python 2.x 文件的 第一行 增加以下代码,解释器会以
utf-8
编码来处理 python 文件
# *-* coding:utf8 *-*
这方式是官方推荐使用的!
- 也可以使用
# coding=utf8
unicode 字符串
- 在
Python 2.x
中,即使指定了文件使用UTF-8
的编码格式,但是在遍历字符串时,仍然会 以字节为单位遍历 字符串 - 要能够 正确的遍历字符串,在定义字符串时,需要 在字符串的引号前,增加一个小写字母
u
,告诉解释器这是一个unicode
字符串(使用UTF-8
编码格式的字符串)
# *-* coding:utf8 *-*# 在字符串前,增加一个 `u` 表示这个字符串是一个 utf8 字符串
hello_str = u"你好世界"print(hello_str)for c in hello_str:print(c)
二、异常
01. 异常的概念
- 程序在运行时,如果
Python 解释器
遇到 到一个错误,会停止程序的执行,并且提示一些错误信息,这就是 异常 - 程序停止执行并且提示错误信息 这个动作,我们通常称之为:抛出(raise)异常
程序开发时,很难将 所有的特殊情况 都处理的面面俱到,通过 异常捕获 可以针对突发事件做集中的处理,从而保证程序的 稳定性和健壮性
02. 捕获异常
2.1 简单的捕获异常语法
- 在程序开发中,如果 对某些代码的执行不能确定是否正确,可以增加
try(尝试)
来 捕获异常 - 捕获异常最简单的语法格式:
try:尝试执行的代码
except:出现错误的处理
try
尝试,下方编写要尝试代码,不确定是否能够正常执行的代码except
如果不是,下方编写尝试失败的代码
简单异常捕获演练 —— 要求用户输入整数
try:# 提示用户输入一个数字num = int(input("请输入数字:"))
except:print("请输入正确的数字")
2.2 错误类型捕获
在程序执行时,可能会遇到 不同类型的异常,并且需要 针对不同类型的异常,做出不同的响应,这个时候,就需要捕获错误类型了
语法如下:
try:# 尝试执行的代码pass
except 错误类型1:# 针对错误类型1,对应的代码处理pass
except (错误类型2, 错误类型3):# 针对错误类型2 和 3,对应的代码处理pass
except Exception as result:print("未知错误 %s" % result)
- 当
Python
解释器 抛出异常 时,最后一行错误信息的第一个单词,就是错误类型
异常类型捕获演练 —— 要求用户输入整数
需求
- 提示用户输入一个整数
- 使用
8
除以用户输入的整数并且输出
try:num = int(input("请输入整数:"))result = 8 / numprint(result)
except ValueError:print("请输入正确的整数")
except ZeroDivisionError:print("除 0 错误")
捕获未知错误
- 在开发时,要预判到所有可能出现的错误,还是有一定难度的
- 如果希望程序 无论出现任何错误,都不会因为
Python
解释器 抛出异常而被终止,可以再增加一个except
语法如下:
except Exception as result:print("未知错误 %s" % result)
2.3 异常捕获完整语法
- 在实际开发中,为了能够处理复杂的异常情况,完整的异常语法如下:
提示:
- 有关完整语法的应用场景,在后续学习中,结合实际的案例会更好理解
- 现在先对这个语法结构有个印象即可
try:# 尝试执行的代码pass
except 错误类型1:# 针对错误类型1,对应的代码处理pass
except 错误类型2:# 针对错误类型2,对应的代码处理pass
except (错误类型3, 错误类型4):# 针对错误类型3 和 4,对应的代码处理pass
except Exception as result:# 打印错误信息print(result)
else:# 没有异常才会执行的代码pass
finally:# 无论是否有异常,都会执行的代码print("无论是否有异常,都会执行的代码")
else
只有在没有异常时才会执行的代码finally
无论是否有异常,都会执行的代码之前一个演练的 完整捕获异常 的代码如下:
try:num = int(input("请输入整数:"))result = 8 / numprint(result)
except ValueError:print("请输入正确的整数")
except ZeroDivisionError:print("除 0 错误")
except Exception as result:print("未知错误 %s" % result)
else:print("正常执行")
finally:print("执行完成,但是不保证正确")
03. 异常的传递
- 异常的传递 —— 当 函数/方法 执行 出现异常,会 将异常传递 给 函数/方法 的 调用一方
- 如果 传递到主程序,仍然 没有异常处理,程序才会被终止
提示
- 在开发中,可以在主函数中增加 异常捕获
- 而在主函数中调用的其他函数,只要出现异常,都会传递到主函数的 异常捕获 中
- 这样就不需要在代码中,增加大量的 异常捕获,能够保证代码的整洁
需求
- 定义函数
demo1()
提示用户输入一个整数并且返回 - 定义函数
demo2()
调用demo1()
- 在主程序中调用
demo2()
def demo1():return int(input("请输入一个整数:"))def demo2():return demo1()try:print(demo2())
except ValueError:print("请输入正确的整数")
except Exception as result:print("未知错误 %s" % result)
04. 抛出 raise
异常
4.1 应用场景
- 在开发中,除了 代码执行出错
Python
解释器会 抛出 异常之外 - 还可以根据 应用程序 特有的业务需求 主动抛出异常
示例
- 提示用户 输入密码,如果 长度少于 8,抛出 异常
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-U9fzCe6Z-1588588881345)(media/15016413521006/024_%E8%87%AA%E5%AE%9A%E4%B9%89%E5%BC%82%E5%B8%B8.png)]
注意
- 当前函数 只负责 提示用户输入密码,如果 密码长度不正确,需要其他的函数进行额外处理
- 因此可以 抛出异常,由其他需要处理的函数 捕获异常
4.2 抛出异常
Python
中提供了一个Exception
异常类- 在开发时,如果满足 特定业务需求时,希望 抛出异常,可以:
- 创建 一个
Exception
的 对象 - 使用
raise
关键字 抛出 异常对象
- 创建 一个
需求
- 定义
input_password
函数,提示用户输入密码 - 如果用户输入长度 < 8,抛出异常
- 如果用户输入长度 >=8,返回输入的密码
def input_password():# 1. 提示用户输入密码pwd = input("请输入密码:")# 2. 判断密码长度,如果长度 >= 8,返回用户输入的密码if len(pwd) >= 8:return pwd# 3. 密码长度不够,需要抛出异常# 1> 创建异常对象 - 使用异常的错误信息字符串作为参数ex = Exception("密码长度不够")# 2> 抛出异常对象raise extry:user_pwd = input_password()print(user_pwd)
except Exception as result:print("发现错误:%s" % result)
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