python-文件和异常简介从文件中读取数据写入文件异常存储数据

简介

本章中你将学习处理文件，让程序能够快速地分析大量数据；你将学习错误处理，避免程序在面对意外情形时崩溃；你将学习异常，他们是Python创建的特殊对象，用于管理程序运行时出现的错误；你还将学习模块json，它让你能够保存用户数据，以免在程序停止运行后丢失。

从文件中读取数据

文本文件可存储的数据量多得难以置信，天气数据，交通数据，社会经济数据等。因此读取文件很重要，对数据分析应用程序来说尤其如此。
示例：编写一个程序，实现读取一个文本文件内容，重新设置这些数据的格式再写入文件中，让浏览器可以显示这些内容。
首先需要将信息读取到内存中，你可以一次性读取文件的全部内容，也可以每次一行的方式逐步读取。

读取整个文件

首先创建一个名为pi_digits.txt的文件，并写入一些文字。
读取文件

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

提示：

1. 在程序中我们调用了open()但没有调用close();你也可以调用open()和close()来打开和关闭文件。但这样做可能会产生很多问题：如果程序存在bug，导致close()语句未执行，文件将不会关闭。可能会导致数据丢失；如果过早地调用了close()，在你需要访问时可能会导致无法访问。
   故你可以不适用close()函数去关闭，让Python自己去确定；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关闭它。
2. 输出的结果会多一个空行，因为read()后面会返回一个空字符串。可在print中使用rstrip()方法，去掉空行。

文件路径

要让Python打开不与程序文件位于同一个目录下的文件，需要提供文件路径，它让Python到特定的位置去查找。
可以使用相对路径和绝对路径。
相对路径

with open('text_files/filename.txt') as file_object:

注意：在Windows系统中，路径要使用反斜杠 ；另外由于反斜杠在Python中被视为转义字符，为确保万无一失，应以原始字符串的方式指定路径，即在开头的单引号前加上r。

绝对路径

file_path='/home/ehmatthes/other_files/text_files/filename.txt'
with open(file_path) as file_object:

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。

fielname='pi_digits.txt'
with open(filename) as file_object:
    for line in file_object:
        print(line)

注意:输出结果为每行后有两个空行，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，因此每行后都有两个换行符：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语句后使用rstrip().

filename='pi_digits.txt'
with open(filename) as file_object:
    for line in file_object:
        print(line.rstrip())

创建一个包含文件各行内容的列表

使用关键字with时，open()返回的文件对象只在with代码块内可用，若果要在with代码块外访问文件内容，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='pi_digits.txt'
with open(filename) as file_object:
    lines=file_object.readlines()
for line in lines:
    print(line.rstrip())

使用文件的内容

将文件读取到内存后就可以以任何方式读取这些数据了。
示例：将包含圆周率的文本打开，把其中的数字放入一个字符串中,且没有任何空格。

filename='pi_digits.txt'
with open(filename) as file_object:
    lines=file_object.readlines()
pi_string=''
for line in lines:
    pi_string+=line.strip()
print(pi_string)
print(len(pi_string))

包含一百万位的大型文件

文件中包含一百万位的数字，这里我们只打印到小数点后两位，以免终端为显示全部而不断翻滚。

filename='pi_million_digits.txt'
with open(filename) as file_object:
    lines=file_object.readlines()
pi_string=''
for line in lines:
    pi_string+=line.strip()
print(pi_string[:52])
print(len(pi_string))

圆周率值中包含你的生日吗

扩展刚才编写的程序，以确定某人的生日是否包含在圆周率的前一百万位中。
可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其中。

filename='pi_million_digits.txt'
with open(filename) as file_object:
    lines=file_object.readlines()
pi_string=''
for line in lines:
    pi_string+=line.strip()
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.")

写入文件

保存数据最简单的方式之一是将其写入到文件中。通过将输出写入文件，即便关闭包含程序输出的最终端口，这些输出也依旧存在：你可以在程序结束运行后查看这些输出，可以与别人分享输出文件，还可以编写程序来将这些输出读取到内存中并处理。

写入空文件

调用open()时提供两个实参，一个为要打开文件的名称，第二个为告诉Python为写入。
打开文件可指定读取r,写入 ‘w’,附加 ‘a’,或让你能够读取和写入的’ r+’
注意：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，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。
Python只能将字符串写入文本文件，要将数值写入文本文件，必须要先使用函数str()将其转换为字符串格式。

filename='programming.txt'
with open(filename,'w') as file_object:
    file_object.write("I love programming.")

写入多行

函数write()不会在你写入文件的末尾添加换行符，因此如果你写入多行时没有指定换行符，文件看起来可能不是你希望的那样。

filename='programming.txt'
with open(filename,'w') as file_object:
    file_object.write("I love programming.n")
    file_object.write("I love creating new games.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。同时，如果文件不存在，Python也将为你创建一个空文件。

filename='programming.txt'
with open(filename,'a') as file_object:
    file_object("I am love finding meaning in large datasets.n")
    file_object("I love creating apps that can run in a browser.n")

异常

Python使用被称为异常的特殊对象来管理程序执行期间发生的错误。每当发生让Python不知所措的错误时，它都会创建一个异常对象，如果你编写了处理异常的代码，程序将继续运行；否则，程序将停止运行，并显示一个traceback。
异常是使用try–except代码块处理的。

处理ZeroDivisionError异常

你可能知道不能将一个数字除以0，但我们还是让Python这样做吧！

print(5/0)

在这种情况下，Python将停止运行程序，并指出引发了那种异常，而我们可根据这些信息对程序进行修改。下面我们将告诉Python，发生这种错误该怎么办。

使用try–except代码块

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

使用异常避免崩溃

发生错误时，如果程序还有工作没有完成，妥善地处理错误就尤其重要。这种情况会出现在要求用户提供输入的程序中；如果程序能够妥善地处理无效输入，就能再提示用户输入有效数据，而不会崩溃。

print("Give me two numbers,and I'll divide them.")
print("Enter 'q' to quit.")
while True:
    first_number=input("nFirst number:")
    if first_number=='q':
        break
    second_number=input("Second number:")
    try:
        answer=int(first_number)/int(second_number)
    except ZeroDivisionError:
        print("you can't divide by 0 !")
    else:
        print(answer)

处理FileNotFoundError异常

在使用文件时，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。对于这些情形，都可以使用try–except代码块来处理。

filename='alice.txt'
with open(filename) as f_obj:
    contents=f_obj.read()

更改为：

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)

分析文本

使用方法split()，方法sploit()，以空格为分隔符将字符串拆分为多个部分，并将这些部分都存储到一个列表中。结果为一个包含字符串所有单词的列表。

title="Alice in wonderland"
a=title.split()
print(a)

故我们用这个方法来计算小说的单词量。
将小说放入文本alice.txt

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:
    words=contents.split()
    num_words=len(words)
    print("The file "+filename+" has about "+str(num_words)+" words.")

使用多个文件

下面多分析几本书，这样做之前，我们先将这个程序的大部分代码移到一个名为count_words()的函数中，方便调用。

def count_words(filename):
    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.")

编写一个简单的循环，来计算分析任何文本包含多少个单词。

def count_words(filename):
    --snip--
filenames=['alice.txt','siddhartha.txt','moby_dick.txt','little_women.txt']
for filename in filenames:
    count_words(filename)

失败时一声不吭

有时候，你需要让程序在发生异常时一声不吭，但在except代码中明确告诉Python什么都不要做。可以使用pass语句。

def count_words(filename):
    try:
        with open(filename) as f_obj:
            contents=f_obj.read()
    except FileNotFoundError:
        pass
    else:
        words=contents.split()
        num_words=len(words)
        print("The file "+filename+" has about "+str(num_words)+" words.")

filenames=['alice.txt','siddhartha.txt','moby_dick.txt','little_women.txt']
for filename in filenames:
    count_words(filename

动手试一试

提示用户输入数字，如果用户输入的不是数字会报错，尝试让程序不要报错并继续运行。

def number(num):
    try:
        result=int(num)
        print(result)
    except:
        print("ncan't input another.")
num=input("please input number:")
while num:
    if num != 'q':
        number(num)
        num=input("please input number:")
    else:
        break

存储数据

当用户把信息提供给程序时，程序都把数据存储在列表和字典等数据结构中。用户关闭程序时，你几乎总是要保存他们的信息；一种简单的方式是使用模块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程序中分享数据，更重要的是json并非Python专用，你还可以将以json格式存储的数据与其他编程语言的人分享。
注意：json格式最初是为JavaScript开发的，但随后成了一种常见格式，被包括Python的众多语言采用。

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。

import json
numbers=[2,3,5,7,11,13]
filename='numbers.json'
with open(filename,'w') as f_obj:
    json.dump(numbers,f_obj)

再编写一个程序，使用json.load()将这个列表读取到内存中。

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

保存和读取用户生成的数据

存储用户的名字

import json
username=input("what is your name?")
filename='username.json'
with open(filename,'w') as f_obj:
    json.dump(username,f_obj)
    print("nWe'll remember you when you come back, "+username+"!")

再编写一个程序，向其名字被存储的用户发出问候。

import json
filename='username.json'
with open(filename) as f_obj:
    username=json.load(f_obj)
    print("welcome back, "+username+'.')

将这两个程序合并到一个程序，当程序运行时，我们将尝试从文件username.json中获取用户名，如果这个文件不存在，我们就在except代码块中提示用户输入用户名，并将其存储在username.json中，以便程序再次运行时能够获取它。

import json
filename='username.json'
try:
    with open(filename) as f_obj:
        username=json.load(f_obj)
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+'!')

重构

当代码能够正确地运行，但可以做进一步的改进–将代码划分为一系列完成具体工作的函数。这样的过程被称为重构。
重构让代码更清晰，更易于理解，更容易扩展。
重构remember_me.py

import json
def get_stored_username():
    filename='username.json'
    try:
        with open(filename) as f_bjc:
            username=json.load(f_obj)
    except FileNotFoundError:
        return None
    else:
        return username
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
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()

它将原来的程序，分成了三个部分，先调用get_stored_username()，这个函数只负责获取存储的用户名（如果存储了的话），如果没有存储将调用get_new_username()，这个函数只负责获取并存储新用户的用户名。

最后

以上就是潇洒宝贝为你收集整理的python-文件和异常简介从文件中读取数据写入文件异常存储数据的全部内容，希望文章能够帮你解决python-文件和异常简介从文件中读取数据写入文件异常存储数据所遇到的程序开发问题。

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