主講教師：單

位：Python程序設(shè)計方法第6章文件與異常第6章文件和異常6.1文件6.2異常第6章文件和異常6.1文件6.1文件1.文件類型2.數(shù)據(jù)訪問方式文本文件：文本編碼的數(shù)據(jù)，如ASCII或Unicode編碼等，可以使用文本編輯器打開、查看；二進(jìn)制文件：存儲的數(shù)據(jù)僅適用于程序讀取，無法使用文本編輯器查看；順序存取文件：必須要按照從前到后的順序訪問文件中的數(shù)據(jù)，即如果想讀取存儲在文件末尾的數(shù)據(jù)，那么必須先讀取在它之前的所有數(shù)據(jù)；直接存取文件：也稱作隨機(jī)訪問文件，是指可以直接跳轉(zhuǎn)到文件中的任何數(shù)據(jù)，而無須讀取它之前的數(shù)據(jù)；6.1.1文件對象1.文件擴(kuò)展名2.文件對象文件的命名通常是由計算機(jī)操作系統(tǒng)的文件命名規(guī)則所決定的，大多數(shù)系統(tǒng)支持使用文件擴(kuò)展名的方式命名；出現(xiàn)在一個文件名之后的有一個句點（被稱為“點”）的短字符序列，通常表示存儲在文件中的數(shù)據(jù)類型，如.jpg、.txt、.doc；文件對象是與特定文件相關(guān)聯(lián)的一個對象在程序中使用一個變量引用文件對象，那么該變量就可用于執(zhí)行在文件上的任何操作6.1.1文件對象2.文件對象（續(xù)）圖6-1變量名引用與文件相關(guān)聯(lián)的一個文件對象6.1.2文件讀寫操作1.輸出文件描述數(shù)據(jù)寫入的一個文件，程序?qū)⑤敵鰯?shù)據(jù)到該文件；將數(shù)據(jù)保存到文件中的過程稱為“寫入數(shù)據(jù)”到文件，當(dāng)數(shù)據(jù)寫入到一個文件中即它從內(nèi)存中的變量復(fù)制到文件圖6-2向文件寫入數(shù)據(jù)6.1.2文件讀寫操作2.輸入文件描述數(shù)據(jù)讀取的一個文件，程序?qū)奈募械玫捷斎?；文件中讀取數(shù)據(jù)的過程稱為從文件中“讀取數(shù)據(jù)”，當(dāng)數(shù)據(jù)從一個文件中讀取即它從文件中復(fù)制到內(nèi)存中并由一個變量引用圖6-3向文件讀取數(shù)據(jù)6.1.2文件讀寫操作3文件操作一般步驟第一步：打開文件

創(chuàng)建一個文件和程序之間的連接，即文件對象。打開輸出文件通常會在磁盤上創(chuàng)建文件，并允許程序向其寫入數(shù)據(jù)。打開輸入文件允許程序從文件中讀取數(shù)據(jù)；第二步：處理文件

將數(shù)據(jù)寫入文件（如果是輸出文件）或從文件中讀取（如果是輸入文件）；第三步：關(guān)閉文件

程序使用文件完成后，該文件必須關(guān)閉。關(guān)閉文件會斷開文件與程序的連接。6.1.2文件讀寫操作4使用Python打開文件

使用open函數(shù)打開文件：創(chuàng)建一個文件對象將其與磁盤上的文件相關(guān)聯(lián)。使用open函數(shù)的一般格式為：file_variable=open(filename,mode)

其中：

file_variable表示引用該文件對象的變量名；

filename指定文件名稱的一個字符串；

mode指定文件以何種模式（讀、寫等）打開的一個字符串6.1.2文件讀寫操作4使用Python打開文件（續(xù)）

表6-1Python中打開文件的模式模式描述'r'以只讀方式打開文件。文件不能修改或者寫入'w'以寫入方式打開文件。如果文件已經(jīng)存在，則清除其內(nèi)容；如果文件不存在，則創(chuàng)建它'a'以追加方式打開文件。所有寫入文件的數(shù)據(jù)將追加到文件末尾。如果文件不存在，則創(chuàng)建它6.1.2文件讀寫操作5使用Python處理文件——將數(shù)據(jù)寫入文件

使用文件對象的write方法將數(shù)據(jù)寫入一個文件，調(diào)用write方法的一般格式為：file_variable.write(string)

其中：

file_variable是引用一個文件對象的變量string表示一個即將寫入文件的字符串*前提是該文件必須以寫的模式（用'

w'或者'

a'模式）打開，否則會發(fā)生錯誤；6.1.2文件讀寫操作5使用Python處理文件——從文件讀取數(shù)據(jù)

使用文件對象的read方法，會將文件中的內(nèi)容以字符串的形式返回，一般格式為：file_contents=file_variable.read()

其中：

變量file_contents表示以字符串形式返回文件中讀取的內(nèi)容

*前提是該文件已經(jīng)被打開準(zhǔn)備讀?。ㄓ?

r'模式）Python中提供的readline方法可以實現(xiàn)從文件中每次僅讀取一行（以\n字符結(jié)尾的字符串）。該方法以字符串的形式返回一行，調(diào)用格式與read方法類似。6.1.2文件讀寫操作5使用Python處理文件——關(guān)閉文件

一旦程序處理完文件后，應(yīng)斷開程序與文件的連接，即關(guān)閉文件；

關(guān)閉輸出文件的過程就是強(qiáng)制將在緩沖區(qū)中剩余的任何未保存的數(shù)據(jù)寫入文件使用文件對象的close方法關(guān)閉文件，一般格式為：file_variable.close()

6.1.2文件讀寫操作6文件內(nèi)容追加——使用'

a'模式打開輸出文件

當(dāng)使用'

w'模式打開輸出文件并且該文件名指定的文件已經(jīng)存在于磁盤上，已有的文件將被刪除，并且創(chuàng)建一個具有相同名稱的新的空文件；如果想保留一個現(xiàn)有的文件并追加新數(shù)據(jù)到該文件中，可以使用'

a'模式以追加模式打開輸出文件：

如果文件已經(jīng)存在，它不會被刪除。如果文件不存在，那么它將會被創(chuàng)建出來；當(dāng)數(shù)據(jù)寫入文件中時，它會寫在該文件當(dāng)前內(nèi)容的末尾；

6.1.2文件讀寫操作7with語句簡化文件操作

with語句執(zhí)行文件打開操作，實現(xiàn)預(yù)定義清理操作，文件在使用后將自動關(guān)閉而不再需要關(guān)閉文件的步驟。with語句的基本格式：

withexpression[asobject]:

<對象操作語句>

例如新建一個文本文件one_city.txt，在文件中輸入文本Hangzhou，在同一目錄下編寫如下代碼：

defmain():

withopen('one_city.txt','r')asinfile：print(infile.readline())main()6.1.2文件讀寫操作8使用循環(huán)處理文件——

while循環(huán)readline方法在讀取文件末尾之外的內(nèi)容時會返回空字符串（'

'），可以使用while循環(huán)來確定何時到達(dá)文件的末尾。算法的偽代碼如下：OpenthefileUsereadlinetoreadthefirstlinefromthefileWhilethevaluereturnedfromreadlineisnotanemptystring:ProcesstheitemthatwasjustreadfromthefileUsereadlinetoreadthenextlinefromthefileClosethefile6.1.2文件讀寫操作8使用循環(huán)處理文件——

while循環(huán)（續(xù)）偽代碼在進(jìn)入while循環(huán)之前先調(diào)用了readline函數(shù)，該函數(shù)可以得到文件的第一行內(nèi)容，可以進(jìn)行循環(huán)測試，算法流程圖如下所示：圖6-4檢測讀取位置是否到達(dá)文件末尾的流程圖6.1.2文件讀寫操作8使用循環(huán)處理文件——

for循環(huán)Python語言中還提供了一個for循環(huán)，可以自動讀取文件中的每一行而無須檢測文件末尾的任何特殊條件。for循環(huán)不需要啟動讀取操作，并且在到達(dá)文件末尾時它會自動停止。一般格式為：

forvariableinfile_object:<語句><語句>

其中：variable是變量的名稱，file_object是引用文件對象的變量；該循環(huán)將在文件中的每一行上迭代一次：第1次循環(huán)迭代時，variable將引用文件中的第1行（作為字符串），第2次循環(huán)迭代時，variable將引用第2行，以此類推；第6章文件和異常6.2異常6.2.1異常1異常在程序運行時發(fā)生的錯誤，一般會導(dǎo)致程序突然停止traceback：程序運行中產(chǎn)生的錯誤信息，涉及到導(dǎo)致異常的行號（一個或多個）信息

錯誤的最后一行信息會顯示所引發(fā)的異常名稱和引發(fā)該異常的錯誤的簡要說明（如整數(shù)除零或模零），如下所示：6.2.1異常1異常（續(xù)）許多異?？梢酝ㄟ^仔細(xì)編寫程序來避免，例如：輸入驗證

ifnum2!=0:result=num1/num2print('num1/num2',result)else:print('Cannotdividebyzero')但有些異常是不能通過仔細(xì)編碼來避免的，例如：

程序要將非數(shù)字字符串轉(zhuǎn)換為整數(shù)；

程序要打開以讀取不存在的文件；6.2.1異常1異常（續(xù)）異常是一個Python對象，表示一個錯誤，當(dāng)Python腳本發(fā)生異常時，需要捕獲處理它，否則程序會終止執(zhí)行。異常是程序出現(xiàn)了錯誤為排除錯誤而在正常控制流之外采取的行為（動作）。這個行為動作又分為兩個階段：

第一階段：檢測異常，Python解釋器將觸發(fā)一個異常信號，程序也可以自己引發(fā)異常信號。只要有異常（信號），解釋器都要暫停當(dāng)前正在執(zhí)行的程序，而去處理因為錯誤引發(fā)的異常，即轉(zhuǎn)入第二階段的工作；

第二階段：處理異常，它包括忽略錯誤或采取補救措施讓程序繼續(xù)執(zhí)行。無論是哪種方式都代表執(zhí)行的繼續(xù)，也可以把這種工作看作是程序控制流的一個控制分支；

6.2.1異常2使用try-except語句捕獲異常使用try/except語句來捕獲異常，這樣的代碼稱為異常處理句柄。try/except語句的格式可以有多種，但最簡單的一種形式為：

try:

<語句>

except異常名稱：

<語句>

其中：

關(guān)鍵字try及其后面的語句塊稱為try語句塊；之后一個except語句出現(xiàn)，except語句以關(guān)鍵字except開始，可選擇地跟一個異常的名字，并用冒號結(jié)束，下一行開始的語句塊稱為“句柄”；6.2.1異常2使用try-except語句捕獲異常（續(xù)）上述這種格式用來檢測try語句塊中的錯誤，從而讓except語句捕獲異常信息并處理。當(dāng)try/except語句執(zhí)行時，在try語句塊中的語句開始執(zhí)行，之后：

如果try語句塊中的一個語句拋出了由except語句指定的名稱的異常，則該句柄立即執(zhí)行except語句。然后，程序會在try/except語句之后的一條語句處繼續(xù)執(zhí)行；

如果try語句塊中的一個語句拋出的異常不是except語句指定名稱的異常，然后程序會輸出traceback錯誤消息并停止；

如果try語句塊中的語句執(zhí)行中沒有拋出異常，則任何except語句和句柄會被忽略，并且程序會在try/except語句之后的一條語句處繼續(xù)執(zhí)行；6.2.1異常3處理多個異常：使用except語句捕獲所有異常在許多情況下，try語句塊中的代碼可能會拋出多種類型的異常，需要為每個類型的異常編寫一個except語句來處理。如果異常的類型太多而無法或者不便一一列舉，可以使用except語句（不需要加異常名稱）來捕獲所有異常。這種形式如下所示：

try:

<語句>

except異常名稱1：

<語句>

except異常名稱2：

<語句>............

except：

<語句>6.2.1異常4顯示異常的默認(rèn)錯誤信息當(dāng)拋出一個異常時，一個稱為異常對象的對象將在

內(nèi)存中創(chuàng)建出來

異常對象通常包含該異常的默認(rèn)錯誤消息，編寫except語句時，能夠可選地為異常對象分配一個變量，如下所示：exceptValueErrorasvariable：

這個except子句捕獲了ValueError異常。出現(xiàn)在except語句之后的表達(dá)式表示將異常對象賦值給變量variable。然后可以在異常句柄中將變量傳遞給print函數(shù)來顯示Python為該類錯誤提供的默認(rèn)錯誤消息。6.2.1異常5else語句try/except語句中有一個可選的else語句，出現(xiàn)在所有的except語句之后，一般使用形式為：

try:

<語句>

except異常名稱：

<語句>

else:

<語句>

出現(xiàn)在else語句后的語句塊稱之為else語句塊。else語句塊中的語句在try語句塊之后并且只有在沒有引發(fā)異常時才會執(zhí)行。如果引發(fā)了異常，else語句塊將會跳過;6.2.1異常6finally語句try/except語句有一個可選的finally語句，它必須出現(xiàn)在所有的except語句之后，一般使用形式為：

try:

<語句>

except異常名稱：

<語句>finally:

<語句>

出現(xiàn)在finally語句后的語句塊稱之為finally語句塊。finally語句塊中的語句總是在try語句塊和所有異常句柄執(zhí)行完后才執(zhí)行。無論是否有異常發(fā)生，finally語句塊中的語句總會執(zhí)行,比如關(guān)閉文件、釋放鎖等;6.2.1異常7with語句with語句是在python2.5后的版本中得到支持的。在之前的版本中，如果要正確處理程序中存在的異常，則需要使用try...finally代碼結(jié)構(gòu)。with語句可用于對資源進(jìn)行訪問，不管在使用過程中是否發(fā)生異常都會執(zhí)行必要的“清理”工作，釋放資源，因此with語句可用來簡化這種寫法。這里明確with語句后的表達(dá)式為上下文表達(dá)式，如下所示：

with上下文表達(dá)式[asobject]:

<對象操作語句>

6.2.1異常7with語句（續(xù)）例如，讀取文件內(nèi)容：

f=open('city.txt')try:forlineinf.readline():print(line)finally:f.close()

withopen('city.txt')asf:forlineinf.readline():print(line)

使用try/finally語句使用with語句6.2.1異常7with語句（續(xù)）改寫后的代碼相對try/finally語句塊來說簡潔了很多，而且也不需要使用f.close()語句關(guān)閉文件。因為with語句具有上下文管理器的功能。上下文管理器是一個實現(xiàn)了上下文協(xié)議的類，而所謂的上下文協(xié)議就是一個類要實現(xiàn)__enter__()和__exit__()兩個方法。

__enter__()方法主要執(zhí)行一些環(huán)境準(zhǔn)備工作，同時返回一個資源對象，例如上下文管理器open('city.tx