[开发工具]Python基础知识——9、文件和异常

9、文件和异常

• 如何读取文件
  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，才能访问它。函数open()接受一个参数：要打开的文件的名称。Python在当前指定的文件所在的目录中查找指定的文件。
  关键字with在不再需要访问文件之后将其关闭。我们也可以调用open()和close()来打开和关闭文件，但这样做时，如果程序存在bug导致方法close()未执行，文件将不会关闭。这看似微不足道，但未妥善关闭文件可能导致数据丢失或受损。

因为以下存在文件路径的问题，所以先放一张目录图：

• 三种访问文件的路径

1. 读取py文件所在目录下的文件(test.py访问text_in_code.txt)：

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

输出：
3.1415926535
  8979323846
  2643383279

直接在路径中写入文件名即可。（vscode打开文件显示找不到文件时，这篇文章可以解决）

2. 读取py文件同级文件夹中文件(test.py访问文件夹try中的try.txt):

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

输出：
this is try.txt

要加入相对路径，说明文件夹try，告诉vscode到与py文件同级的try文件夹中寻找。

3. 读取与py所在文件夹同级的文件夹中文件（test.py访问data文件夹中的test.py）

with open('../data/test.txt') as file_object:
    contents = file_object.read()
print(contents)

输出：
this is text file in data

如代码所示，通过在路径中加 ’ .. ’ 我们可以回到上一级目录，然后再从上一级目录去data文件夹中寻找test.txt文件。通过增加 ’ .. ’ 我们还可以回到更高层的目录。
当相对路径无法确定是否正确时，可以使用绝对路径，将路径字符串存储在一个变量中，传进open()函数，使用绝对路径可以访问任何文件。

• 逐行读取
  读取文件时，常常需要检查其中的每一行：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。

path = '../data/test.txt'
with open(path) as file_object:
    for line in file_object:
        print(line.rstrip())  #清楚末尾的换行

输出：
3.1415926535
  8979323846
  2643383279

在文件中，每一行的末尾都有一个看不见的换行符，如果不加rstrip()函数，在输出的结果我们会看到每行数字之间有一个空行。这是因为在print()语句结束时有一个换行，文本本身又有一个换行。

• 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：可以立即处理文件的各个部分，也可以推迟到程序后面再处理。

path = '../data/test.txt'
with open(path) as file_object:
   lines = file_object.readlines()

print(lines)

输出：
['3.1415926535\n', '  8979323846\n', '  2643383279']

（可见，文本每一行的结尾都是有一个换行符的。）

注意，读文本文件时，Python将其中所有的文本都解读为字符串。如果读取的是数，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。

• 写入文件
  要将文本写入文件，在调用open()时需要提供另一个实参（第一个说明文件路径和文件名，第二个说明访问方式；还可以包含第三个参数encoding = ‘utf-8’，这个参数在系统的默认编码与要读取文件使用的编码不一致时，必须添加。），告诉Python你要以什么模式打开文件：

当我们以写入和附加模式打开文件时，如果该文件本来不存在，那么就会为我们创建一个文件。

• 异常
  每当发生让Python不知所措的错误时，它都会创建一个异常。如果我们编写了处理该异常的代码，程序将继续运行；如果未对异常进行处理，程序将停止并显示traceback，其中包含有关异常的报告。
  我们可以用tey-except代码块处理异常。使用try-except代码块时，即便出现异常，程序也将继续运行：显示我们编写的友好的错误消息，而不是令用户迷惑的traceback。

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

输出：
You can not divide by zero!

• else代码块
  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，这些代码放在else代码块中。except代码块告诉Python，如果尝试运行try代码块中的代码时引发了异常该怎么办。

try:
    answer = a/b
except ZeroDivisionError:
    print("You can not divide by zero!")
else:
    print(answer)

（如果b是0，则会执行except代码块，否则执行else代码块）

• 静默失败
  并不是每次捕获到异常都需要告诉用户，有时候你希望程序在发生异常时保持静默，就像什么都没有发生一样继续运行。这是可以在except代码块中用pass语句。pass告诉Python什么都不要做，而且充当了占位符，提醒现在什么都没做，后面可能会修改。
  什么时候应该静默失败需要考经验来判断，通常情况下，需要报告给用户的异常大多是用户可以处理或可采取进一步措施的。
• 存储数据
  用户关闭程序是，几乎总是要保存他们提供的信息。一种简单的方式是使用模块json来存储数据。
  模块json让我们能够将简单的Python数据结构转存到文件中，并在程序再次运行时加载该文件中的数据。我们还可以使用json在Python程序之间分享数据。而且，json格式并非是Python专用的，这使得我们能够以JSON格式存储的数据与使用其他编程语言的人分享。
  使用json要引入json模块，可以使用json中的dump()函数存储数据，load()函数家在数据。
  dump(): 第一个参数是要存储的数据，第二个参数是用于存储数据的文件对象。

import json

numbers = list(range(10))
filename = "../data/numbers.json"
with open(filename,'w') as f:
    json.dump(numbers, f)

输出：

import json

filename = "../data/numbers.json"
with open(filename,'r') as f:
    numbers = json.load(f)
print(numbers)

输出：
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]