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[Python知识库]初识Python必看基础知识~ 续（6）九层之台，起于垒土，肝肝肝~

欢迎来到~ 初识Python 系列文章 “第六回”，大家好呀~ 我是清汉

截至到前五篇文章，Python 的基础语法己基本叙述完毕。

预计还有两篇文章（算上这篇） Python 基础部分的知识就总结叙述完毕了。

基础部分结束后，计划会将本书第二部分的项目实战部分也一一列举出来~

游戏：外星人入侵
数据可视化
Web 应用

啊~ 我真是个勤勤恳恳的搬运工，哈哈~

不过，可能，应该，后面应该没有太多时间更新了，也可能会更新 Java方面的知识，因为… …

我要去培训班学 Java了~

当然，Python 我也不会拉下，会慢慢的自己啃下来，毕竟多掌握一份技能就多一份机会嘛~

人生苦短，我学Python~

好了，进入下面进入正文

接上回书~

上码🐎，走着~

在这里插入图片描述

DIY 6

声明：未打广告，全文知识梳理来源于《Python编程从入门到实践（第2版）》豆瓣评分9.3

注：例中所有 >>> 符号后为输出结果

- -snip- - 为代码省略位置

知识框图

关于整个python基础的知识脑图

第10章

文件和异常

在这里插入图片描述

文件

文本文件可以存储大量的数据，比如电子书籍、测绘数据、经济数据等等… 当我们需要分析或者修改、使用其中的数据时，便需要学会如何对这些数据进行CRUD；
下面我们通过几个栗子来了解其中的奥秘 ~

在这里插入图片描述

读取文件

例1

使用程序读取文件时，会用到一些关键字、函数、方法。下面我们通过“栗子”依次介绍该如何使用这些关键字、函数、方法来做到我们需要的效果。
关键字 with 作用是Python 会在不再需要访问文件后将其关闭。
函数 open() 打开文件，接受一个参数：要打开文件的名称；下例中的这种直接指定文件名称的一定要跟主程序在同一个目录中。
方法 .read() 读取这个文件的全部内容，并将其作为一个字符串赋给变量。且读取到文件末尾时返回一个空字符串，当在控制台打印出来时就是一个空行。所以需采用方法rstrip()；
方法rstrip() 删除字符串尾部空白

	# 例 1
# 读取文件

with open('pi_digits.txt') as file_object: # open() 返回一个表示目标文件的对象并赋给file_object供以后使用
    contents = file_object.read()  # 将读取到的文件内容以字符串的形式赋值给变量 contents
print(contents.rstrip()) # 打印文件内容，使用rstrip()删除尾部空白

# >>> 3.1415926535
# >>>   8979323846
# >>>   2643383279

读取的文件：
这是我们的txt文件内容

文件路径

例 2

文件路径分为相对路径与绝对路径，在读取文件时正确的路径才能找到我们需要读取的文件，错误的格式、错误的写法都会导致Python找不到文件。下面的例子中将介绍两种不同路径的如何读取到文件；

	# 例 2
# 文件路径
#相对路径 
with open('text_files/filename.txt') as file_object: 
# 这样直接书写文件夹/文件名的格式，文件需存储在当前.py文件目录的子文件下
    contents = file_object.read()
    print(contents.rstrip())
# >>> Hello worde!

#绝对路径
file_path = 'E:/Python/Python-Crash-Course/python0_1/0__1/第一部分/第10章/随笔/text_files/filename.txt'
# >>> 文件路径名过长的话可以将其赋值给一个变量，后面可以直接读取这个变量来调用文件。
# >>> 绝对路径就需要从盘符到具体文件一层层书写下来，不管主程序是否在文件目录中都可以读取到文件。
with open(file_path) as file_object:
    contents = file_object.read()
    print(contents.rstrip())
# >>> Hello worde!

在这里插入图片描述

逐行读取

例 3

当需要对文件进行逐行读取时，可采用for循环遍历文件。
由于使用关键字 with 时，open() 返回的文件对象只能在 with 代码块内使用，若是在 with 代码块外使用可将其内容存储到一个列表中，再通过遍历列表即可得到文件内容。

	# 例 3
# 逐行读取
filename = 'pi_digits.txt'

with open(filename) as file_object:
    for line in file_object:
        print(line.rstrip()) # 消除尾部空白
# >>> 3.1415926535
# >>>   8979323846
# >>>   2643383279

# 创建一个包含文件各行内容的列表
filename = 'pi_digits.txt'

with open(filename) as file_object:
    lines = file_object.readlines() 
    # 方法 .readlines()从文件中读取每一行，并将其存储在一个列表中。列表赋给变量

for line in lines:
    print(line.rstrip())
# >>> 3.1415926535
# >>>   8979323846
# >>>   2643383279

使用文件的内容

例 4

之所以要读取文件自然是这个文件对我们有用，比如我们要使用文件中的数据作为程序中某个部分的输出。
如下例所示：

	# 例 4
# 使用文件内容
filename = 'pi_digits.txt'

with open(filename) as file_object:
    lines = file_object.readlines()
    # 方法 .readlines()从文件中读取每一行，并将其存储在一个列表中。列表赋给变量

pi_string = '' # 作为圆周率的值
for line in lines: # 遍历列表
    pi_string += line.strip() 
    # 将每行字符都加入到 pi_string 变量中，所有行相加就成了一串字符，圆周率
    # strip()消除字符串两头的空白，因为我们每行字符首尾都存在空格所以需要消除掉。

print(pi_string)
# >>> 3.141592653589793238462643383279
print(len(pi_string)) # 统计共有多少个字符
# >>> 32
print(f'{pi_string[:10]} ...') # 若是文件字符太多，又不需要全部显示，可使用切片显示部分数字
# >>> 3.14159265 ...

写入文件

例 5

open() 第一个实参也是要打开的文件名称。如果写入的文件不存在，函数open()会自动创建这个文件。
open() 第二个实参‘w’告诉 Python ,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’(python将在返回文件对象前清空文件内容), 附加模式‘a’, 读写模式‘r+’
如果省略了模式实参，Python将以默认的只读模式打开文件。
方法 .write() 将一个字符串写入到文件中。

	# 例 5-1
# 写入空文件
filename = 'programming.txt'

with open(filename, 'w') as file_object:
    # 方法 .write() 将一个字符串写入到文件中。
    file_object.write("I love programming.") 
    # Python只能将字符串写入文本，数值需要用str()将其转换为字符串格式。
    file_object.write("\nI love creating new games.\n") 
    # 函数write()不会在写入文本末尾添加换行符，因此需要自己指定换行符。

写入后的文件：
在这里插入图片描述

	# 例 5-2
# 附加到文件

filename = 'programming.txt'

# 附加模式，将要写入文件的行附加到文件末尾。
with open(filename, 'a') as file_object:
    file_object.write("I also love finding meaning in large datasets.\n")
    file_object.write("I love creating apps that can run in a browser.\n")

将需要写入的内容附加到原文件后：
在这里插入图片描述

异常

编写代码中若有语法错误，在运行代码的时候程序将会停止并提示 Traceback，其中会包含有关异常的报告。
使用 try-except 代码块处理异常， try-except 代码块让 Python 执行指定的操作，同时告诉 Python 出现异常时该怎么办。即使出现异常，程序也将继续运行，并显示你自己编写的提示信息，而不是 Traceback；

使用 try-except 代码块

例 6

当你认为可能会发生错误时，可编写一个try-except代码块来处理可能引发的异常。
如除法运算若除数为 0 ，则会提示异常为：ZeroDivisionError；例6 中便是以 ZeroDivisionError 作为 except 代码块的异常条件，若 try 代码块中的代码触发了这个异常便会直接运行 except 代码块中的内容。

	# 例 6
# 使用try-except代码块

try:
    # 错误代码，因为除数不能为 0
    print(5/0)

#当错误代码是此异常时，运行except代码块中的代码
except ZeroDivisionError:
        print("You can't divide by zero!")
# >>> You can't divide by zero!

使用异常避免崩溃

例 7

比如发生错误时，还有程序的工作尚未完成，这时妥善的处理错误就尤为重要了。

	# 例 7
# 使用异常避免崩溃


# 提示需要用户输入的信息 #
#	 输入 q 结束程序 	#
print("Give me two numbers, and I'll divide them.")
print("Enter 'q' to quit.")

# 使用while循环保证可持续获取用户输入 #
#   并判断如果用户输入 q 就跳出循环   #
while True:
    first_number = input("\nFirst number: ")
    if first_number == 'q':
        break

    second_numbers = input("Second number: ")
    if second_numbers == 'q':
        break

    #将可能导致错误的代码放入try模块
    try:
        answer = int(first_number) / int(second_numbers)
        
    #出现错误运行except代码块的代码
    except ZeroDivisionError:
        print("You can't divide by 0!")
    #如果未出现错误则运行else代码块
    else:
        print(answer)

代码运行结果：
在这里插入图片描述

异常 + 分析文本

例 8

读取文件结合异常处理对文件进行分析。合理的使用上述的 try-except 代码块，实际运用到我们日常代码编写中。
FileNotFoundError 异常的意思是找不到目标文件。

	# 例 8
# 处理FileNotFoundError

# 文本文件的绝对路径赋值给filename变量 #
       # 以供后续代码使用 #
filename = 'E:/Python/Python-Crash-Course/python0_1/0__1/第一部分/第10章/chapter_10/alice.txt'

try:
    with open(filename, encoding='utf-8') as f: 
# encoding指定值，在系统默认编码与读取文件编码不一致时要指定编码格式。#
        contents = f.read()

#当找不到该文件时运行except模块代码 #
except FileNotFoundError:
    print(f"Sorry, the file {filename} does not exist.")

else:
    # 计算文件大致包含多少个单词。#
    words = contents.split() 
# 方法 .split() 以空格为分隔符将字符串拆分成多个部分，并将这些部分存储到一个列表中。
    num_words = len(words) # 返回列表元素的个数
    print(f"The file {filename} has about {num_words} words.")

# >>> The file E:/Python/Python-Crash-Course/python0_1/0__1/第一部分/第10章/chapter_10/alice.txt has about 29465 words.

方法 .split() 具体实例：

# 方法 .split()
# 以空格为分隔符将字符串拆分成多个部分，并将这些部分存储到一个列表中
title = "Alice in wonderland"
list_title = title.split()
print(list_title)

# >>> ['Alice', 'in', 'wonderland']

静默失败

例 9

有时候当发生异常时并不需要提示什么，我们需要程序保持沉默就像没有发生什么一样接着跑下去。
pass 语句便可以帮忙实现这种功能，在 try-except 代码块的 except 中直接放入 pass 语句即可。
有了 pass 语句，我们就可以决定报告哪些错误了，嘿嘿~
这里就不举具体实例了，有兴趣可以自己敲一下，看看运行效果。

	# 例 9
# 这是一串伪代码 #

try:
	# 需运行的代码
except FileNotFoundError:
	pass

存储数据

程序中处理数据、收集信息所得到的数据，大多数时候都需要把它存储到文件中，以供下次使用或提供数据可视化。
下面几个栗子便是要教会我们如何存储数据。

模块 json

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。

例 10

json.dump() ：存储
json.load() ：读取到内存

	# 例 10
# 存储数据
#模块 json 将简单的Python数据结构转储到文件中
import json

numbers = [2, 3, 5, 7, 11, 13]

filename = 'number.json'

 # json.dump() 存储 #
with open(filename, 'w') as f:
    json.dump(numbers, f) 
    # 函数 json.dump() 有两个实参，要存储的数据及用于存储数据的文件对象。

 # json.load() 读取到内存 #
with open(filename) as f:
    numbers_open = json.load(f) 
    # 加载存储在文件number.json的信息，赋给变量

print(numbers_open)
# >>> [2, 3, 5, 7, 11, 13]

json 模块存储的数据：
在这里插入图片描述

保存和读取用户生成的数据

例 11

提示用户首次运行程序时输入自己的名字，并在再次运行程序时记住他。

	# 例 11
# 保存和读取用户生成数据

import json

# 如果以前存储了用户名，就加载它 #
# 否则，提示用户输入用户名并存储它 #

filename = 'username.json'

# try 代码块中若找不到这个json文件，便会跳转到 except代码块 #
		# 若是存在 json文件，跳转到else代码块 #
try:
    with open(filename) as f:
        username = json.load(f) # 将文件内容读取并赋值给 username变量
except FileNotFoundError:
	# 提示用户输入姓名 #
    username = input("What is your name?\nname: ")
	# 用户输入姓名后存储到json文件并向控制台打印用户输入姓名 #
    with open(filename, 'w') as f:
        json.dump(username, f)
        print(f"We'll remember you when you come back, {username}!")
else:
	# 打印用户姓名 #
    print(f"Welcome back, {username}!")

不存在json文件的情况：
在这里插入图片描述

存在josn文件的情况：
在这里插入图片描述

重构

例 12

重构让代码更清晰、更容易扩展、更易于理解。
重构需要保证程序能够正确的运行，合理的划分一系列的具体工作，可以分别打包成不同的函数。

# 重构

def get_stored_username():
    '''如果用户存储了用户名，就获取它'''

    filename = 'username.json'
    try:
        with open(filename) as f:
            username = json.load(f)
    except FileNotFoundError:
        return
    else:
        return username


def get_new_username():
    '''提示用户输入用户名'''

    username = input("What is your name?")
    filename = 'username.json'
    with open(filename, 'w') as f:
        json.dump(username, f)

    return username


def greet_user():
    '''问候用户，并指出其名字'''

    username = get_stored_username()
    if username:
        print(f"Welcome back, {username}!")
    else:
        username = get_new_username()
        print(f"We'll remember you come back, {username}!")