[[397380]]

本文轉載自微信公眾號「數據STUDIO」，作者云朵君  。轉載本文請聯系數據STUDIO公眾號。

大家好!我是云朵君，今天給大家帶來一篇Python文件操作與異常處理，這兩個部分往往是初學者入門時容易忽略的部分。大家重點的精力都放在如何寫出高大上的算法，如何畫出酷炫的圖形，如何使用機器學習模型等等，而常常容易忽略Python文件操作與異常處理，這兩個看似不起眼卻在python中卻擔著至關重要的角色。下面我們就來一起看看吧。

文件操作

我們的程序可以讀取文件，也可以寫入文件。默認情況下，文件以讀模式('r')打開，但也可以以寫模式('w')和附加模式('a')打開。

你的程序可以從文件中讀取信息，也可以向文件中寫入數據。從文件中讀取可以讓你處理各種各樣的信息;寫入文件允許用戶在下次運行你的程序時重新開始。您可以將文本寫入文件，還可以將Python結構(如列表)存儲在數據文件中。

讀取文件

要從文件中讀取，程序需要打開文件，然后讀取文件的內容。您可以一次讀取文件的全部內容，也可以逐行讀取文件。with語句確保當程序完成對文件的訪問后，文件被正確地關閉。

• 一次讀取整個文件

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

• 逐行讀取

從文件中讀取的每一行在行尾都有一個換行符，而print函數會添加它自己的換行符。rstrip()方法消除了打印到終端時會產生的額外空白行。

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

• 將行存儲在列表中

filename = 'siddhartha.txt' 
with open(filename) as f_obj: 
    lines = f_obj.readlines() 
for line in lines: 
    print(line.rstrip()) 

• 寫入文件

將'w'參數傳遞給open()告訴Python你想寫入文件。小心：如果文件已經存在，這將刪除文件的內容。

傳遞'a'參數告訴Python你想要添加到一個現有文件的末尾。

• 寫入一個空文件

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

• 向空文件寫入多行

filename = 'programming.txt' 
with open(filename, 'w') as f: 
    f.write("I love programming!\n") 
    f.write("I love creating new games.\n") 

• 追加寫入文件

filename = 'programming.txt' 
with open(filename, 'a') as f: 
    f.write("I also love working with data.\n") 
    f.write("I love making apps as well.\n") 

文件路徑

當Python運行open()函數時，它會在存儲正在執行的程序的同一目錄中查找文件。可以使用相對路徑從子文件夾中打開文件。也可以使用絕對路徑來打開系統中的任何文件。

• 從子文件夾中打開文件

f_path = "text_files/alice.txt" 
with open(f_path) as f_obj: 
    lines = f_obj.readlines() 
for line in lines: 
    print(line.rstrip()) 

• 使用絕對路徑打開文件

f_path = "/home/ehmatthes/books/alice.txt" 
with open(f_path) as f_obj: 
    lines = f_obj.readlines() 

• 在Windows上打開文件

Windows有時會錯誤地解釋正斜杠。如果遇到這種情況，請在文件路徑中使用反斜杠。

f_path = r"C:\Users\ehmatthes\books\alice.txt" 
with open(f_path) as f_obj: 
    lines = f_obj.readlines() 

Except異常模塊

異常是幫助程序以適當方式響應錯誤的特殊對象。例如，如果程序試圖打開一個不存在的文件，可以使用異常來顯示一個信息豐富的錯誤消息，而不是使程序崩潰。

將可能導致錯誤的代碼放置在try塊中。響應錯誤時應該運行的代碼位于except塊中。只有在try塊成功時才應該運行的代碼被放入else塊。

prompt = "How many tickets do you need? " 
num_tickets = input(prompt) 
try: 
    num_tickets = int(num_tickets) 
except ValueError: 
    print("Please try again.") 
else: 
    print("Your tickets are printing.") 

try-except代碼塊

• 處理ZeroDivisionError異常

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

• 處理FileNotFoundError異常

f_name = 'siddhartha.txt' 
try: 
    with open(f_name) as f_obj: 
        lines = f_obj.readlines() 
except FileNotFoundError: 
    msg = "Can't find file {0}.".format(f_name) 
    print(msg) 

在編寫代碼時，很難知道要處理哪種異常。嘗試編寫沒有try塊的代碼，并讓它生成一個錯誤。回溯將告訴您程序需要處理哪種異常。

else代碼塊

try塊應該只包含可能導致錯誤的代碼。任何依賴于try塊成功運行的代碼都應該放在else塊中。

• 使用else塊

print("Enter two numbers. I'll divide them.") 
x = input("First number: ") 
y = input("Second number: ") 
try: 
    result = int(x) / int(y) 
except ZeroDivisionError: 
    print("You can't divide by zero!") 
else: 
   print(result) 

• 防止用戶輸入導致的崩潰

如果沒有下面示例中的except塊，如果用戶試圖除零，程序將崩潰。正如所寫的，它將優雅地處理錯誤并繼續運行。

# 一個簡單的除法計算器。 
print("Enter two numbers. I'll divide them.") 
print("Enter 'q' to quit.") 
while True: 
    x = input("\nFirst number: ") 
    if x == 'q': 
        break 
    y = input("Second number: ") 
    if y == 'q': 
break 
    try: 
        result = int(x) / int(y) 
    except ZeroDivisionError: 
        print("You can't divide by zero!") 
    else: 
        print(result) 

默默地失敗

有時希望程序在遇到錯誤時繼續運行，而不向用戶報告錯誤。在else塊中使用pass語句可以做到這一點。

• 在else塊中使用pass語句

f_names = ['alice.txt', 'siddhartha.txt', 
           'moby_dick.txt', 'little_women.txt'] 
for f_name in f_names: 
    # 報告找到的每個文件的長度。 
    try: 
        with open(f_name) as f_obj: 
            lines = f_obj.readlines() 
    except FileNotFoundError: 
        # 繼續看下一個文件。 
        pass  
  else: 
        num_lines = len(lines) 
        msg = "{0} has {1} lines.".format( 
            f_name, num_lines) 
        print(msg) 

避免空的except塊

異常處理代碼應該捕獲在程序執行期間預期發生的特定異常。空的except塊將捕獲所有異常，包括在強制關閉程序時可能需要的鍵盤中斷和系統退出。

如果你想使用try塊，但又不確定要捕獲哪個異常，那么使用exception。它將捕獲大多數異常，但仍然允許您故意中斷程序。

• 避免空的except塊

try: 
   # Do something 
except: 
   pass 

• 使用Exception

try: 
    # Do something 
except Exception: 
    pass 

• 打印異常

try: 
    # Do something 
except Exception as e: 
    print(e, type(e)) 

使用json存儲數據

json模塊允許您將簡單的Python數據結構轉儲到一個文件中，并在程序下次運行時從該文件加載數據。JSON數據格式不是特定于Python的，所以你也可以與使用其他語言的人共享這類數據。

在處理存儲的數據時，了解如何管理異常非常重要。在處理數據之前，通常希望確保試圖加載的數據存在。

• 使用json.dump()存儲數據

# 存儲一些數字。 
import json 
numbers = [2, 3, 5, 7, 11, 13] 
filename = 'numbers.json' 
with open(filename, 'w') as f_obj: 
    json.dump(numbers, f_obj) 

• 使用json.load()存儲數據

# 加載一些以前存儲的數字。 
import json 
filename = 'numbers.json' 
with open(filename) as f_obj: 
    numbers = json.load(f_obj) 
print(numbers) 

• 確保存儲的數據存在

import json 
f_name = 'numbers.json' 
try: 
    with open(f_name) as f_obj: 
        numbers = json.load(f_obj) 
except FileNotFoundError: 
    msg = "Can’t find {0}.".format(f_name) 
    print(msg) 
else: 
    print(numbers) 

決定報告哪些錯誤

編寫良好、經過適當測試的代碼不太容易出現內部錯誤，比如語法或邏輯錯誤。但是，每當你的程序依賴于諸如用戶輸入或文件存在之類的外部因素時，就有可能引發異常。

 

如何將錯誤傳達給用戶取決于你自己。有時用戶需要知道一個文件是否丟失了;有時最好是靜默地處理錯誤。一點經驗會幫助你知道該報告多少。