python学习（六）----文件和异常

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学习教材
第十章文件和异常
- 1、从文件中读取数据
- 写入文件
- 附加到文件
- 处理 ZeroDivisionError 异常
- 处理 FileNotFoundError 异常
- 分析文本
- 失败时一声不吭--pass
- 使用模块json来存储数据
- 保存和读取用户生成的数据

学习教材

第十章文件和异常

1、从文件中读取数据

下面首先来创建一个文件，它包含精确到小数点后30位的圆周率值，且在小数点后每10位处都换行。保存为yzl.txt
与程序放在同一个目录下

在test.py中写

with open('yzl.txt') as file_object:con=file_object.read()print(con)

在这个程序中，第1行代码with open('yzl.txt') as file_object:。
函数open()接受一个参数：要打开的文件的名称。Python在当前执行的文件所在的目录中查找指定的文件。在这个示例中，当前运行的是test.py，因此Python在test.py所在的目录中查找yzl.txt。
函数open()返回一个表示文件的对象。在这里，open('yzl.txt')返回一个表示文件yzl.txt的对象；Python将这个对象存储在我们将在后面使用的变量中。
关键字with在不再需要访问文件后将其关闭。

在这个程序中，注意到我们调用了open()，但没有调用close()；你也可以调用open()和close()来打开和关闭文件，但这样做时，如果程序存在bug，导致close()语句未执行，文件将不会关闭。这看似微不足道，但未妥善地关闭文件可能会导致数据丢失或受损。如果在程序中过早地调用close()，你会发现需要使用文件时它已关闭（无法访问），这会导致更多的错误。并非在任何情况下都能轻松确定关闭文件的恰当时机，但通过使用前面所示的结构，可让Python去确定：你只管打开文件，并在需要时使用它，Python自会在合适的时候自动将其关闭。

有了表示yzl.txt的文件对象后，我们使用方法read()读取这个文件的全部内容，并将其作为一个长长的字符串存储在变量con中。这样，通过打印con的值，就可将这个文本文件的全部内容显示出来：

输出结果：
3.1415926535
8979323846
2643383279

相比于原始文件，该输出唯一不同的地方是末尾多了一个空行。为何会多出这个空行呢？因为read()到达文件末尾时返回一个空字符串，而将这个空字符串显示出来时就是一个空行。要删除多出来的空行，可在print语句中使用rstrip()：
print(con.rstrip())
前面说过，Python方法rstrip()删除（剥除）字符串末尾的空白。现在，输出与原始文件的内容完全相同
文件路径
另外，如果你学过其他的语言，那么到这里你应该有经验了，我们刚才的程序，传给open的是文件名，所以只能在当前执行文件的目录下查找，如果我们想要读取的文件在别的地方，那么我们可以传给open绝对路径。
注意，在Windows系统中，在文件路径中使用反斜杠（\）而不是斜杠（/：在Linux和OS X中使用）：

with open('D:\yzl.txt') as file_object:con=file_object.read()print(con.rstrip())

逐行读取
要以每次一行的方式检查文件，可对文件对象使用for循环

with open('D:\yzl.txt') as file:for line in file:print(line)

输出结果

我们发现，空白行更多了。为何会出现这些空白行呢？因为在这个文件中，每行的末尾都有一个看不见的换行符，而print语句也会加上一个换行符，因此每行末尾都有两个换行符：一个来自文件，另一个来自print语句。要消除这些多余的空白行，可在print语句中使用rstrip()：
print(line.rstrip())

输出结果：
3.1415926535
8979323846
2643383279

读取文件存入列表
使用关键字with时，open()返回的文件对象只在with代码块内可用。如果要在with代码块外访问文件的内容，可在with代码块内将文件的各行存储在一个列表中，并在with代码块外使用该列表

filename='D:\yzl.txt'
with open(filename) as file:lines=file.readlines()for line in lines:print(line.rstrip())

方法readlines()从文件中读取每一行，并将其存储在一个列表中；接下来，该列表被存储到变量lines中；在with代码块外，我们依然可以使用这个变量
处理和使用我们读取到的数据

#读取文件中的数据
filename='D:\yzl.txt'
with open(filename) as file:lines=file.readlines()
#将读取的数据 去除换行 存入字符串pi
pi=''
for line in lines:pi+=line.strip()
#打印字符串pi
print(len(pi))
print(pi)

输出结果：
32
3.141592653589793238462643383279

ps：读取文本文件时，Python将其中的所有文本都解读为字符串。如果你读取的是数字，并要将其作为数值使用，就必须使用函数int()将其转换为整数，或使用函数float()将其转换为浮点数。
处理大型文件
如果你学过C语言，那么就会了解一个难题，那就是大数问题，由于数据类型的限制，太大的数字我们存不下，即使存为字符串，也是有上限的，只能存数据类型对应范围内的字符串。
而python呢，刚才我们分析的都是一个只有三行的文本文件，但这些代码示例也可处理大得多的文件。
如果我们有一个文本文件，其中包含精确到小数点后1 000 000位而不是30位的圆周率值，也可创建一个包含所有这些数字的字符串。为此，我们无需对前面的程序做任何修改，只需将这个文件传递给它即可。
对于你可处理的数据量，Python没有任何限制；只要系统的内存足够多，你想处理多少数据都可以。
即使是面对一百万位圆周率的文件，你也可以用普通的方法去处理他，如下：

#读入一个包含了前一百万位圆周率的文件
filename='D:\yzl.txt'
with open(filename) as file:lines=file.readlines()pi=''
for line in lines:pi+=line.strip()#判断你的生日是否出现在前一百万位圆周率里面
birthday='1204'
if birthday in pi:print('yes')
else:print('no')

写入文件

要将文本写入文件，你在调用open()时需要提供另一个实参w，告诉Python你要写入打开的文件

fileName='D:\yzl.txt'
with open(fileName,'w') as file:file.write('I love you')

打开文件时，可指定读取模式（'r'）、写入模式（'w'）、附加模式（'a'）或让你能够读取和写入文件的模式（'r+'）。
如果你省略了模式实参，Python将以默认的只读模式打开文件。
上面这个例子中第二个实参（'w'）就是告诉Python，我们要以写入模式打开这个文件。
如果你要写入的文件不存在，函数open()将自动创建它。然而，以写入（‘w’）模式打开文件时千万要小心，因为如果指定的文件已经存在，Python将在返回文件对象前清空该文件。

注意：Python只能将字符串写入文本文件。要将数值数据存储到文本文件中，必须先使用函数str()将其转换为字符串格式。

如果你想为文件写入多行，需要在write中加入换行符号

fileName='D:\holly.txt'   #指定文件若不存在 会自动创建
with open(fileName,'w') as file:file.write('I love you\n')file.write('And you ?\n')

附加到文件

如果你要给文件添加内容，而不是覆盖原有的内容，可以附加模式打开文件。你以附加模式打开文件时，Python不会在返回文件对象前清空文件，而你写入到文件的行都将添加到文件末尾。如果指定的文件不存在，Python将为你创建一个空文件。
为刚才的文件附加一句话

fileName='D:\holly.txt'
with open(fileName,'a') as file:file.write('Yes,I do')

输出结果：

处理 ZeroDivisionError 异常

我们都知道不能将一个数字除以0。所以你如果用python进行这样的操作，你将看到一个traceback：

Traceback (most recent call last):
File “division.py”, line 1, in < module >
print(5/0)
ZeroDivisionError: division by zero

在上述traceback中，处指出的错误ZeroDivisionError是一个异常对象。Python无法按你的要求做时，就会创建这种对象。在这种情况下，Python将停止运行程序，并指出引发了哪种异常，而我们可根据这些信息对程序进行修改。

使用 try-except 代码块
编写一个try-except代码块来处理可能引发的异常

a=int(input())
b=int(input())
try:ans=a/b
except ZeroDivisionError:print("you can't divide by zero!")
else:    #若为引发异常 则进行else代码print(ans)

输出结果：
5
0
you can’t divide by zero!
2
3
0.6666666666666666

我们将导致错误的代码行print(5/0)放在了一个try代码块中。如果try代码块中的代码运行起来没有问题，Python将跳过except代码块；如果try代码块中的代码导致了错误，Python将查找这样的except代码块，并运行其中的代码，即其中指定的错误与引发的错误相同。
在这个示例中，try代码块中的代码引发了ZeroDivisionError异常，因此Python指出了该如何解决问题的except代码块，并运行其中的代码。这样，用户看到的是一条友好的错误消息，而不是traceback
依赖于try代码块成功执行的代码都应放到else代码块中，这样当出现异常的时候，说明try中代码没有成功，那么后边的也不可以执行。

处理 FileNotFoundError 异常

使用文件时，一种常见的问题是找不到文件：你要查找的文件可能在其他地方、文件名可能不正确或者这个文件根本就不存在。
对于所有这些情形，都可使用try-except代码块以直观的方式进行处理。
我们来尝试读取一个不存在的文件。在只读模式下，并不会为你自动创建文件

fileName='alice.txt'
with open(fileName) as file:file.read()

输出结果：FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: ‘alice.txt’

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

输出结果：Sorry, the file alice.txt does not exist.

分析文本

你可以分析包含整本书的文本文件。
split()方法
方法split()以空格为分隔符将字符串分拆成多个部分，并将这些部分都存储到一个列表中。结果是一个包含字符串中所有单词的列表，虽然有些单词可能包含标点。

txt="and don't peep into"
a=txt.split()
print(a)

输出结果：
[‘and’, “don’t”, ‘peep’, ‘into’]

我找了一段英文文本，存在了test.txt文件中，我们写一个函数，来分析他有多少个单词
代码如下

def count_words(filename):try:with open(filename) as file:con=file.read()except FileNotFoundError:msg = "Sorry, the file " + filename + " does not exist."print(msg)else:words=con.split()num_words=len(words)print("The file " + filename + " has about "+str(num_words)+" words")filename='D:/test.txt'
count_words(filename)

输出结果：
The file D:/test.txt has about 221 words

这里我们把处理文本的代码封装成了一个函数，还写了异常处理办法，这样做有一个好处，就是可以让我们批量分析文本文件
我们把文件路径存入一个列表，用一个for循环来批量处理

filenames=['D:/test.txt','alice.txt','user.txt']
for filename in filenames:count_words(filename)

输出结果：
The file D:/test.txt has about 221 words
Sorry, the file alice.txt does not exist.
Sorry, the file user.txt does not exist.

即使后两个路径不存在，程序也不会崩溃，不影响处理下边的文件

失败时一声不吭–pass

有时候你希望程序在发生异常时一声不吭，就像什么都没有发生一样继续运行。要让程序在失败时一声不吭，可像通常那样编写try代码块，但在except代码块中明确地告诉Python什么都不要做。Python有一个pass语句，可在代码块中使用它来让Python什么都不要做

def count_words(filename):try:with open(filename) as file:con=file.read()except FileNotFoundError:pass   #失败时一声不吭else:words=con.split()num_words=len(words)print("The file " + filename + " has about "+str(num_words)+" words")filenames=['D:/test.txt','alice.txt','D:/test.txt']
for filename in filenames:count_words(filename)

输出结果：
The file D:/test.txt has about 221 words
The file D:/test.txt has about 221 words

中间那个文件路径'alice.txt'不存在，发生了异常，但是程序并未给出任何提示
pass语句还充当了占位符，它提醒你在程序的某个地方什么都没有做，并且以后也许要在这里做些什么。

使用模块json来存储数据

模块json让你能够将简单的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。你还可以使用json在Python程序之间分享数据。更重要的是，JSON数据格式并非Python专用的，这让你能够将以JSON格式存储的数据与使用其他编程语言的人分享。
使用 json.dump()
函数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。

import json
nums=[2,3,4,5,6,7,8]
filename='num.json'
with open(filename,'w') as file:json.dump(nums,file)

执行完了以后，我们打开num.json文件查看内容

使用 json.load()
刚才我们用json.dump存储了那个列表，现在我们打开他

import jsonfilename='num.json'
#以只读方式打开刚才的文件
with open(filename) as file:nums=json.load(file)
print(nums)

我们确保读取的是前面写入的文件。这次我们以读取方式打开这个文件。我们使用函数json.load()加载存储在numbers.json中的信息，
并将其存储到变量numbers中。最后，我们打印恢复的数字列表。

[2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]

与刚才存入的一致，这是一种在程序之间共享数据的简单方式。

保存和读取用户生成的数据

import jsonfilename='username.json'
try:with open(filename) as file:   #如果可以读取用户信息  直接执行elseusername=json.load(file)
except FileNotFoundError:   #读取不到用户信息username=input("What is your name?")  #请用户输入信息  并存储with open(filename,'w') as file:json.dump(username,file)print("We'll remember you when you come back, " + username + "!")
else:print("Welcome back, " + username + "!")

这个程序第一次执行的时候

What is your name?juli
We’ll remember you when you come back, juli!

第二次运行的时候

Welcome back, juli!