Python 文件和异常

1、从文件中读取数据：

1.1、读取整个文件：

每当需要分析或修改存储在文件中的信息时，读取文件都很有用，对数据分析应用程序来说尤其如此。
- 首先再当前目录中创建一个.txt结尾的文本文件,内如如下：
```
3.1415926535
8979323846
2643383279
```
- 再.py文件中输入：
```
with open('./test.txt') as file_obj:  # 当前目录名字test.txt文件
    contents = file_obj.read()
    print(contents)	
# 输出结果如下：
3.1415926535
8979323846
2643383279
```
- 函数open(),要以任何方式使用文件——哪怕仅仅是打印其内容，都得先打开文件，这样才能访问它
  - 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
  - 函数open()返回一个表示文件的对象。在这里，open(‘test.txt’)返回一个表示文件test.txt 的对象
  - 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。
  - 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
- 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contents中.

1.2、文件路径：

要让Python打开不与程序文件位于同一个目录中的文件，需要提供文件路径，它让Python到系统的特定位置去查找。
由于文件夹text_files位于文件夹python_work中，因此可使用相对文件路径来打开该文件夹中的文件
- 在Linux和OSX中可以这样编写代码:
```
with open('text_files/filename.txt') as file_object:
```
- 在Windows系统中，在文件路径中使用反斜杠（\ ）而不是斜杠（/ ）：
```
with open('text_files\filename.txt') as file_object:
```
还可以将文件在计算机中的准确位置告诉Python，这样就不用关心当前运行的程序存储在什么地方了。这称为绝对文件路径
```
file_path = 'C:\Users\ehmatthes\other_files\text_files\filename.txt'
with open(file_path) as file_object:
```
注意　Windows系统有时能够正确地解读文件路径中的斜杠。如果你使用的是Windows系统，且结果不符合预期，请确保在文件路径中使用的是反斜杠。

1.3、逐行读取：

读取文件时，常常需要检查其中的每一行：你可能要在文件中查找特定的信息，或者要以某种方式修改文件中的文本
```
file_name = './test.txt' 
with open(file_name) as file_obj:
    for line in file_obj:
        print(line)
# 输出结果如下：
3.1415926535

 8979323846

 2643383279
```
- 我们将要读取的文件的名称存储在变量file_name 中，这是使用文件时一种常见的做法
- 调用open() 后，将一个表示文件及其内容的对象存储到了变量file_object 中
- 这里也使用了关键字with ，让Python负责妥善地打开和关闭文件
发现打印结果每行多出一个空行，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()

file_name = './test.txt'
with open(file_name) as file_obj:
    for line in file_obj:
        print(line.rstrip())
# 输出结果如下：
3.1415926535
 8979323846
 2643383279

1.4、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

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：

file_name = './test.txt'
with open(file_name) as file_obj:
    contents = file_obj.readlines()
    print(contents)
    
for item in contents:
    print(item.rstrip())

# 输出内容如下：
['3.1415926535\n', ' 8979323846\n', ' 2643383279']
3.1415926535
 8979323846
 2643383279

方法readlines() 从文件中读取每一行，并将其存储在一个列表中

1.5、使用文件的内容：

将文件读取到内存中后，就可以以任何方式使用这些数据

file_name = './test.txt'
with open(file_name) as file_obj:
    contents = file_obj.readlines()
    print(contents)

pi_string = ''
for item in contents:
    pi_string += item.rstrip()

print(pi_string)
print(len(pi_string))
# 输出结果如下：
['3.1415926535\n', ' 8979323846\n', ' 2643383279']
3.1415926535 8979323846 2643383279
34

首先打开文件，并将其中的所有行都存储在一个列表中 contents
我们创建了一个变量——pi_string ，用于存储圆周率的值
一个循环将各行都加入pi_string ，并删除每行末尾的换行符

为了删除两边的空格, 可以使用strip():

file_name = './test.txt'
with open(file_name) as file_obj:
    contents = file_obj.readlines()
    print(contents)

pi_string = ''
for item in contents:
    pi_string += item.strip()

print(pi_string)
print(len(pi_string))
# 输出结果如下：
['3.1415926535\n', ' 8979323846\n', ' 2643383279']
3.141592653589793238462643383279
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注意：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。

2、写入文件：

保存数据的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终端窗口，这些输出也依然存在

2.1、写入空文件：

将文本写入文件，你在调用open() 时需要提供另一个实参
```
file_name = './test.txt'
with open(file_name, 'w') as file_obj:
    file_obj.write('I love Python')
# 将test.txt文件打开会发现
I love Python # 已经写入进去了
```
- 调用open() 时提供了两个实参:
  - 第一个实参也是要打开的文件的名称
  - 第二个实参（'w' ）告诉Python，我们要以写入模式打开这个文件
- 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。
  - 如果你要写入的文件不存在，函数open() 将自动创建它
  - 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。
- 我们使用文件对象的方法write() 将一个字符串写入文件
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。

2.2、写入多行：

函数write() 不会在你写入的文本末尾添加换行符，因此如果你写入多行时没有指定换行符

file_name = './test.txt'
with open(file_name, 'a+') as file_obj:
    file_obj.write('I love Python')
    file_obj.write('I love you')
# 打开test.txt文件会发现
I love PythonI love you # 发现两行内容挤在一起了

要让每个字符串都单独占一行，需要在write() 语句中包含换行符:

file_name = './test.txt'
with open(file_name, 'w') as file_obj:
    file_obj.write('I love Python\n')
    file_obj.write('I love you')
# 打开test.txt 文件会发现
I love Python
I love you #  跟我们预想的是一样的结果

2.3、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。
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。

file_name = './test.txt'
with open(file_name, 'a') as file_obj:
    file_obj.write('I love Python\n')
    file_obj.write('I love java\n')
    file_obj.write('I love you')
# 打开test.txt文件的时候,里面已经有一段内容了
里面已经有一段内容了
I love Python
I love java
I love you

我们打开文件时指定了实参'a' ，以便将内容附加到文件末尾，而不是覆盖文件原来的内容

3、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
如果你编写了处理该异常的代码，程序将继续运行;如果你未对异常进行处理，程序将停止，并显示一个traceback，其中包含有关异常的报告
异常是使用try-except 代码块处理的。
- try-except 代码块让Python执行指定的操作，同时告诉Python发生异常时怎么办。使用了try-except 代码块时，即便出现异常，程序也继续运行：显示你编写的友好的错误消息，而不是令用户迷惑的traceback。

3.1、处理ZeroDivisionError 异常：

下面来看一种导致Python引发异常的简单错误。你可能知道不能将一个数字除以0
```
print(6/0)
# 会报错
Traceback (most recent call last):
  File "C:/Users/lh9/PycharmProjects/request/my_test01.py", line 996, in <module>
    print(6/0)
ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero
```
- 在上述traceback中，指出错误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。

3.2、使用try-except代码块：

当你认为可能发生了错误时，可编写一个try-except 代码块来处理可能引发的异常
```
try:
    print(6/0)
except ZeroDivisionError:
    print('0不能被用做除数')
# 输出结果就是
0不能被用做除数
```
- 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

3.3、else代码块：

通过将可能引发错误的代码放在try-except 代码块中，可提高这个程序抵御错误的能力。
错误是执行除法运算的代码行导致的，因此我们需要将它放到try-except 代码块中。
这个示例还包含一个else 代码块；依赖于try 代码块成功执行的代码都应放到else 代码块中
```
while True:
    First = input('First number：')
    if First == 'q':
        break
    Second = input('\nSecond number：')

    try:
        answer = int(First) / int(Second)
    except ZeroDivisionError:
        print('0不能是被除数')

    else:
        print('成功输出')
        print(answer)
```
- Python尝试执行try 代码块中的代码；
  - 只有可能引发异常的代码才需要放在try 语句中。
  - 有时候，有一些仅在try 代码块成功执行时才需要运行的代码；
  - 这些代码应放在else 代码块中。
- except 代码块告诉Python，如果它尝试运行try 代码块中的代码时引发了指定的异常，该怎么办。

3.4、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。

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

python 无法读取不存在的文件，因此它引发一个异常：

Traceback (most recent call last):
File "alice.py", line 3, in <module>
with open(filename) as f_obj:
FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: 'alice.txt'

在上述traceback中，最后一行报告了FileNotFoundError 异常，这是Python找不到要打开的文件时创建的异常

这个错误是函数open() 导致的，因此要处理这个错误，必须将try 语句放在包含open() 的代码行之前：

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)
# 最终结果输出如下：
Sorry, the file alice.txt does not exist.

3.5、失败时一声不吭：

但并非每次捕获到异常时都需要告诉用户，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：

try:
    print(6/0)
except ZeroDivisionError:
    pass
    print('Except 抛出的异常什么都没有, 使用了pass语句')

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。

4、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

4.1、使用json.dump()和json.load()：

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

numbers = [2, 3, 5, 7, 11, 13]
file_name = 'numbers.json'
with open(file_name, 'w') as f_obj:
    json.dump(numbers, f_obj)
# 打开nubers.json的文件 内容如下：
[2, 3, 5, 7, 11, 13]
```
- 我们先导入模块json ，再创建一个数字列表,指定了要将该数字列表存储到其中的文件的名称.
- 通常使用文件扩展名.json来指出文件存储的数据为JSON格式
- 我们使用函数json.dump() 将数字列表存储到文件numbers.json中。
使用json.load() 将这个列表读取到内存中:
```
import json

numbers = [2, 3, 5, 7, 11, 13]
file_name = 'numbers.json'
with open(file_name) as f_obj:
    numbers = json.load(f_obj)

print(numbers)
# 输出结果如下：
[2, 3, 5, 7, 11, 13]
```
- 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，看看它是否与number_writer.py中创建的数字列表相同

Python 文件和异常

Python 文件和异常

1、从文件中读取数据：

1.1、读取整个文件：

1.2、文件路径：

1.3、逐行读取：

1.4、创建一个包含文件各行内容的列表：

1.5、使用文件的内容：

2、写入文件：

2.1、写入空文件：

2.2、写入多行：

2.3、附加到文件：

3、异常：

3.1、处理ZeroDivisionError 异常：

3.2、使用try-except代码块：

3.3、else代码块：

3.4、处理FileNotFoundError 异常：

3.5、失败时一声不吭：

4、存储数据：

4.1、使用json.dump()和json.load()：

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