所用資料

代碼中所用到的文件可以從下面的網站進行下載：
https://www.ituring.com.cn/book/2784

一、從文件中讀取數據

1.1 讀取整個文件

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

• open函數

打開一個文件。接收參數為需要打開的文件名。Python會在當前執行的文件所在目錄下查找指定文件，因此需要把pi_digits.txt文件放在執行文件的同目錄下。
open函數返回一個表示文件的對象，Python將通過as關鍵字該對象賦予file_object。

• with關鍵字

再不需要訪問文件后，Python會將其自動關閉。比直接使用close函數（關閉文件函數）更加安全。

• read函數

讀取文件內容，以字符串形式賦給contents變量。read函數在讀取到文件末尾時會返回一個空字符串，打印出來就是一個空行，可以對contents中使用rstrip函數進行結尾的空行刪除。

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

可以看到空白行被刪除掉了。

1.2 文件路徑

• 相對路徑： 相對于當前運行的程序所在的目錄位置進行查找。如當前運行的程序為python_work，其中有一個名為files的文件夾存儲了file.txt文件，路徑為: files\file.txt，python會自動在python_work中尋找。

• 絕對路徑：計算機中文件存儲的準確位置，如：C:學習\Python從入門到實踐第二版源代碼文件\源代碼文件\chapter_10。因為絕對路徑較長，一般會將該字符串先賦給一個變量file_path，然后傳入Open函數中

注：顯示文件路徑時，Windows系統使用反斜杠（\ ）而不是斜杠（/ ），但在代碼中使用斜杠來代表路徑。

1.3 逐行讀取

以每一行的方式讀取文件：使用for循環。

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

使用for循環，讓變量line代表文件中的每一行進行輸出。

1.4 創建一個包含文件各行內容的列表

• readlines函數：從文件中讀取每一行并將其存儲在一個列表中。
• readline函數：從文件中讀取一行，并作為字符串保存。

file_path = 'files/pi_digits.txt'
with open(file_path) as file_object:line = file_object.readline()lines = file_object.readlines()print(line)
print(lines)

代碼使用lines接收readlines函數讀到的存儲文件中的每一行內容的列表。
可以看到每一行后面都有一個換行符。

讀取到的lines即可使用for循環進行每一行內容的讀取。

1.5 使用文件的內容

將文件讀取到內存中后即可使用數據。

Python中有三個去除頭尾字符、空白符的函數，它們依次為:

• strip： 用來去除頭尾字符、空白符(包括\n、\r、\t、’ ‘，即：換行、回車、制表符、空格)
• lstrip：用來去除開頭字符、空白符(包括\n、\r、\t、’ ‘，即：換行、回車、制表符、空格)
• rstrip：用來去除結尾字符、空白符(包括\n、\r、\t、’ '，即：換行、回車、制表符、空格)

為了把文件中拿到的內容整合成一行沒有中間空白字符的字符串，使用strip函數進行去空白。

去空白函數

file_path = 'files\pi_digits.txt'with open(file_path) as file_objects:lines = file_objects.readlines()pi_strings = ""
for line in lines:pi_strings += line.strip()print(pi_strings)
print(len(pi_strings))
pi_number = float(pi_strings)
print(pi_number)
print(type(pi_number))

strip函數不僅可以刪除每行后面的空白字符，還可以把每行開頭的空白符也進行刪除。這樣就得到了一個pi_string的字符串。

如果想后續進行數值的計算，需要把字符串轉為數值進行使用，可以使用float函數進行類型轉換。

1.6 包含一百萬位的大型文件

所需文件：

讀取一個精確到小數點后1000000位的圓周率文件。

file_path = 'files/pi_million_digits.txt'with open(file_path) as file_objects:lines = file_objects.readlines()pi_string = ""
for line in lines:pi_string += line.strip()print(pi_string[:52])
print(len(pi_string))

打印前52位，然后輸出一下字符串的長度，證明確實是有1000002位數。

1.7 圓周率值中包含你的生日嗎

可以查看一下自己的生日是否在圓周率中，如果存在，使用index函數查找到生日字符串在pi字符串中的位置并且輸出。

file_path = 'files/pi_million_digits.txt'with open(file_path) as file_objects:lines = file_objects.readlines()pi_string = ""
for line in lines:pi_string += line.strip()birthday = input("Please enter your birthday, in the form mmdd: ")if birthday in pi_string:print(f"Your birthday appears in the first million digits of pi at the index of {pi_string.index(birthday)}!")
else:print("Sorry~")

練習題

file_path = 'files/learning_python.txt'with open(file_path) as file_objects:contents = file_objects.read()
print(contents)with open(file_path) as file_objects:for line in file_objects:print(line.rstrip())with open(file_path) as file_objects:lines = file_objects.readlines()
print(lines)

file_path = 'files/learning_python.txt'with open(file_path) as f:lines = f.readlines()for line in lines:print(line.rstrip().replace('Python','c++'))

二、寫入文件

2.1 寫入空文件

調用open() 時提供了兩個實參：

• 第一個實參：要打開的文件的名稱。
• 第二個實參（‘w’ ）：告訴Python要以寫入模式打開這個文件。

打開文件時，可指定讀取模式 （‘r’ ）、寫入模式 （‘w’ ）、附加模式 （‘a’ ）或讀寫模式 （‘r+’ ）。如果省略了模式實參，Python將以默認的只讀模式打開文件。

如果要寫入的文件不存在，函數open() 將自動創建它。

然而，以寫入模式（‘w’）打開文件時千萬要小心，因為如果指定的文件已經存在，Python將在返回文件對象前清空該文件的內容。

Python只能將字符串寫入文本文件。 要將數值數據存儲到文本文件中，必須先使用函數str() 將其轉換為字符串格式。

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

2.2 寫入多行

在writer函數中添加換行符。

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

2.3 附加到文件

如果不想覆蓋掉之前的內容，而是想給文件添加內容的話，可以以附加模式（a） 打開文件。

以附加模式打開文件時，Python不會在返回文件對象前清空文件的內容，而是將寫入文件的行添加到文件末尾。

如果指定的文件不存在，Python將為你創建一個空文件。

filename = 'programming.txt'with open(filename,'a') as f:f.write('I love painting!\n')f.write('I love swimming!\n')with open(filename) as f:lines = f.read()
print(lines)

練習題

10-3

filename = 'guests.txt'
name = input('enter the name: ')
with open(filename,'w') as f:f.write(name.title())

10-4

filename = 'guest_book.txt'
with open (filename,'a') as f:while True:name = input("Enter the name: ")if name == 'q':breakprint(f"Hi, {name.title()} !")f.write(f"{name.title()}\n")

10-5

filename = 'reason.txt'
with open(filename,'a') as f:while True:reason = input('Enter the reason why you like programming')if reason=='quit':breakf.write(f"{reason}\n")

三、異常

異常：一個特殊對象，管理程序執行期間發生的錯誤。
每當發生讓Python不知所措的錯誤時，它都會創建一個異常對象。如果你編寫了處理該異常的代碼，程序將繼續運行；如果未對異常進行處理，程序將停止并顯示traceback，其中包含有關異常的報告。

異常是使用try-except 代碼塊處理的。
try-except 代碼塊讓Python執行指定的操作，同時告訴Python發生異常時怎么辦。使用try-except 代碼塊時，即便出現異常，程序也將繼續運行：顯示你編寫的友好的錯誤消息，而不是令用戶迷惑的traceback。

3.1 ZeroDivisionError異常

ZeroDivisionError異常：被除數不能為0的異常。

3.2 使用 try - except 模塊

當認為可能會發生錯誤時，可編寫一個try-except 代碼塊來處理可能引發的異常。

• try下寫讓Python嘗試運行一些代碼，
• except下寫如果這些代碼引發了指定的異常該怎么辦。

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

將導致錯誤的代碼行 print(5/0) 放在一個try 代碼塊中。如果try 代碼塊中的代碼運行起來沒有問題，Python將跳過except 代碼塊；如果try 代碼塊中的代碼導致了錯誤，Python將查找與之匹配的except 代碼塊并運行其中的代碼。

在本例中，try 代碼塊中的代碼引發了ZeroDivisionError 異常，因此Python查找指出了該怎么辦的except 代碼塊，并運行其中的代碼。這樣，用戶看到的是一條友好的錯誤消息，而不是traceback。

3.3 try - except - else 代碼塊

使用try-except進行異常處理，而依賴try代碼塊成功執行的代碼都應放到else代碼塊中。

while True:n1 = input("First number: ")if n1 == 'q':breakn2 = input('Second number: ')if n2 == 'q':breaktry:result = int(n1)/int(n2)except ZeroDivisionError:print("You can't divide by 0!")else:print(result)

3.4 處理 FileNotFoundError 異常

FileNotFoundError 異常：找不到文件

filename = 'alice.txt'try:with open(filename) as f:contents = f.read()except FileNotFoundError:print(f"{filename} doesn't exit!")

3.5 分析文本的字符

統計alice.txt文件中所有的英文單詞數量。

• split()函數：為一個字符串中的英文單詞創建一個單詞列表
• encoding = ‘utf-8’：當系統默認編碼和讀取文件使用的編碼不一致時使用。

filename = 'alice.txt'try:with open(filename,encoding = 'utf-8') as f:contents = f.read()except FileNotFoundError:print(f"{filename} doesn't exit!")else:words = contents.split()num_word = len(words)print(f"The file {filename} has about {num_word} words.")

3.6 分析多個文件

filenames = [‘alice.txt’,‘siddhartha.txt’,‘mobd_dick.txt’]

其中siddhartha.txt文件不存在。使用for循環對文件列表中的文件一次讀取并且分析。

def count_words(filename):try:with open(filename, encoding='utf-8') as f:contents = f.read()except FileNotFoundError:print(f"{filename} doesn't exit!")else:words = contents.split()num_word = len(words)print(f"The file {filename} has about {num_word} words.")filenames = ['alice.txt','siddhartha.txt','moby_dick.txt']
for filename in filenames:count_words(filename)

3.7 遇到異常時保持靜默

如果想要發生異常時程序什么也不說，像什么都沒有發生過一樣繼續執行，那就在except模塊下使用pass語句。

def count_words(filename):try:with open(filename, encoding='utf-8') as f:contents = f.read()except FileNotFoundError:passelse:words = contents.split()num_word = len(words)print(f"The file {filename} has about {num_word} words.")filenames = ['alice.txt','siddhartha.txt','moby_dick.txt']
for filename in filenames:count_words(filename)

練習題

10-6

try:n1 = int(input("the first number is :"))n2 = int(input("The second number is :"))
except ValueError:print("Please enter number not text!")
else:print(n1+n2)

10-7

while True:try:n1 = int(input("the first number is :"))n2 = int(input("The second number is :"))except ValueError:print("Please enter number not text!")else:print(n1+n2)

10-8

四、存儲數據

JSON格式：存儲數據結構,最初是為JavaScript開發，但隨后成了一種常見格式，被包括Python在內的眾多語言采用。

模塊json 讓你能夠將簡單的Python數據結構轉儲到文件中，并在程序再次運行時加載該文件中的數據。

還可以使用json 在Python程序之間分享數據。

更重要的是，JSON數據格式并非Python專用的，JSON格式存儲的數據可以與使用其他編程語言共享。

4.1 使用json.dump( )和json.load( )

• 函數json.dump() ： 把數據存儲在文件中。接受兩個實參，要存儲的數據，以及可用于存儲數據的文件對象。

• json.load() : 把數據讀取到內存中。

import json
numbers = [2,3,4,5,7.11,13]
filename = 'numbers.json'
with open(filename,'w') as f:json.dump(numbers,f)

首先import json模塊，然后使用json.dump把數字列表存儲進number.json文件中。

使用json.load(f)把numbers.json文件中的數據結構存進內存中，然后打印輸出。

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

4.2 保存和讀取用戶生成的數據