一、文件的介紹

1 ：什么是文件？

如下圖展示數據

image-20210117130855293.png

2 文件的作用

使用文件的目的：保存數據存放在磁盤
把一些存儲存放起來，可以讓程序下一次執行的時候直接使用，而不必重新制作一份，省時省力

二、文件的打開與關閉

思考:如果想用word編寫一份簡歷，應該有哪些流程呢？
步驟：新建--寫入數據--關閉

打開word軟件，新建一個word文件
寫入個人簡歷信息
保存文件
關閉word軟件

同樣，在操作文件的整體過程與使用word編寫一份簡歷的過程是很相似的

• 結論

打開文件，或者新建立一個文件
讀/寫數據
關閉文件

2.1 打開文件

在python，使用open函數，可以打開一個已經存在的文件，或者創建一個新文件open(文件名，訪問模式)
格式

f = open(‘文件’, 'w')或者f = open('文件', 'r')

如下圖所示:不同的打開文件的方式

image-20210117131807308.png

常見的文件操作有：寫，讀，追加

2.1.1 寫數據(write)

• 格式

對象 = open("文件",w)
對象.write（"寫入數據"）
對象.close

• 案例:以寫的方式打開文件，寫入數據

f = open('test.txt', 'w')
f.write('hello world, i am here!')
f.close()

• 繼續寫入數據

f = open('test.txt', 'w')
f.write('I love you')
f.close()

• 總結:

如果文件不存在那么創建，如果存在那么就先清空，然后寫入數據 

2.1.2 讀數據（read）

• 案例:以讀的方式打開文件，讀取數據
• 格式

對象 = open("文件",r)
變量 = 對象.read()
print(變量)

• 案例:讀取文件（test.txt）

f = open('test.txt', 'r')
content = f.read()
print(content)

• 總結:

如果用open打開文件時，如果使用的"r"，那么可以省略，即只寫 open('test.txt')
如果沒有文件，打開報錯，存在該文件才能操作
如果文件中存在中文顯示，會出現亂碼需要添加encoding='utf-8'
open(‘test.txt’,”r”, encoding='utf-8')

• 思考：如果只想讀取幾個字怎么操作?
• 案例:讀取指定長度的數據(單位是字節)

f = open('test.txt', 'r')
content = f.read(5)  # 最多讀取5個數據
print(content)

注意：
使用read(num)可以從文件中讀取數據，num表示要從文件中讀取的數據的長度（單位是字節），如果沒有傳入num，那么就表示讀取文件中所有的數據

2.1.3 讀數據（readlines）

就像read沒有參數時一樣，readlines可以按照行的方式把整個文件中的內容進行一次性讀取，并且返回的是一個列表，其中每一行的數據為一個元素

• 格式

對象 = open("文件",r)
變量 = 對象.readlines()
print(變量)

• 案例:讀取文件（test.txt）

f = open('test.txt', 'r')
content = f.readlines()
print(content)
print(type(content))

2.1.4 讀數據（readline）

readline可以按照行的方式把整個文件中的內容進行一行一行的讀取

• 格式

對象 = open("文件",r)
變量 = 對象.readline()
print(變量)

• 案例，一行一行讀取

f = open('a.txt', 'r', encoding='utf-8')
while True:
        content = f.readline()
        if content:
            print(content)
        else:
            break

2.1.5 可寫（a）

• 格式

對象 = open("",a)
對象.write（"寫入數據"）
對象.close

• 案例，在文件中寫入數據

f = open("test.txt",a)
f.write（"新的數據"）
對象.close

• 總結:

（可寫）形式打開文件，如果文件不存在則創建并從頭添加寫入的內容，存在則原有數據后追加數據

2.1.6 讀數據（rb）

• 格式1

對象 = open("二進制文件",rb)
變量= 對象.read（）
print(變量)

• 格式2

with open("二進制文件","rb") as 對象:
    變量 = 對象.read()
    print(變量)

• 案例:使用盡可能多的方式實現讀取圖片

f = open('33.jpg', 'rb')
content = f.read()
print(content)

with open("33.jpg","rb") as rf:
    res = rf.read()
    print(res)

使用習慣：格式2中不需要手動關閉文件，所以經常被使用

• 總結

如果沒有文件，打開報錯，存在該文件才能操作

2.1.7 寫數據（wb）

• 格式

with open("二進制文件","wb") as 對象:
    變量 = 對象.write()
    print(變量)

• 案例:備份圖片

with open("1.jpg","rb") as rf:
    res = rf.read()
    with open("textjpg.jpg", "wb") as wf:
        res = wf.write(res)
    print(res)

2.2 關閉文件

• 格式

close( )

2.3 思考題

如果一個文件很大，比如5G，試想應該怎樣把文件的數據讀取到內存然后進行處理呢？

調用read()會一次性讀取文件的全部內容，如果文件有10G，內存就爆了，所以，要保險起見，可以反復調用read(size)方法?每次最多讀取size個字節的內容。另外，調用readline()可以每次讀取一行內容，調用readlines()一次讀取所有內容并按行返回list?因此，要根據需要決定怎么調用。如果文件很小，read()一次性讀取最方便；如果不能確定文件大小，反復調用read(size)比較保險；如果是配置文件，調用readlines()最方便

三、文件和文件夾的操作

文件的相關操作

有些時候，需要對文件進行重命名、刪除等一些操作，python的os模塊中都有這么功能

3.1 文件重命名

os模塊中的rename()可以完成對文件的重命名操作

• 格式

import os
os.rename("需要修改的文件名","新文件名")

• 案例:

import os
os.rename("test.txt","new.txt")

3.2 刪除文件

os模塊中的remove()可以完成對文件的重命名操作

• 格式

import os
os.remove("文件名")

• 案例:

import os
os.rename("new.txt")

文件夾的相關操作

2.1 創建文件夾

os模塊中的mkdir()可以完成對文件的重命名操作

2.2 獲取當前目錄

os模塊中的getcwd()可以獲取當前目錄

四、異常

1：什么是異常？

異常即是一個事件，該事件會在程序執行過程中發生，影響了程序的正常執行。
一般情況下，在Python無法正常處理程序時就會發生一個異常。
異常是Python對象，表示一個錯誤。
當Python腳本發生異常時我們需要捕獲處理它，否則程序會終止執行。

• 演示異常

f = open("123.txt","r")     #FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: '123.txt'

list =[1,2,3]
print(list[4])               #IndexError: list index out of range

str="jack"
str.index("v")                 ValueError: substring not found

c= 5/0
print(c)                #ZeroDivisionError: division by zero

2 異常處理

2.1 作用

捕捉異常可以使用try/except語句。
try/except語句用來檢測try語句塊中的錯誤，從而讓except語句捕獲異常信息并處理。
如果你不想在異常發生時結束你的程序，只需在try里捕獲它。

2.2 語法

以下為簡單的try....except...else的語法

try:
<語句>        #運行別的代碼
except <名字>：
<語句>        #如果在try部份引發了'name'異常
else:
<語句>        #如果沒有異常發生

• 代碼

try:
    open("qwe.txt","r")
    print("123")
except FileNotFoundError:
    print("異常處理")
else:
    print("沒有異常")

try:
    open("qwe.txt","r")
    print("123")
except FileNotFoundError as result:
    print("異常處理",result)
else:
    print("沒有異常")

2.3：使用except而不帶任何異常類型

你可以不帶任何異常類型使用except，如下實例

• 語法

try:
    正常的操作
except :
    發生異常，執行這塊代碼
else:
    如果沒有異常執行這塊代碼

• 代碼

try:
    open("qwe.txt","r")
    print("123")
except :
    print("異常處理")
else:
    print("沒有異常")

注意：以上方式try-except語句捕獲所有發生的異常。但這不是一個很好的方式，我們不能通過該程序識別出具體的異常信息。因為它捕獲所有的異常。

2.4：使用except而帶多種異常類型

• 語法

try:
    異常的操作
except(Exception1[, Exception2[,...ExceptionN]]]):
   發生以上多個異常中的一個，執行這塊代碼
   ......................
else:
    如果沒有異常執行這塊代碼

• 代碼

list = [1,2,3,4]
try:
    open("qwe.txt", "r")
    list[7]
except (NameError,FileNotFoundError) as rese:
    print("出現異常")
else:
    print("沒有異常")

2.5：try-finally 語句

try-finally 語句無論是否發生異常都將執行最后的代碼

• 語法

try:
<語句>
finally:
<語句>    #退出try時總會執行

• 案例

try:
    fh = open("test.txt", "r")
    fh.readlines()
    fh.close()
finally:
    print("Error: 沒有找到文件或讀取文件失敗")

注意：當在try塊中拋出一個異常，立即執行finally塊代碼。
finally塊中的所有語句執行后，異常被再次觸發，并執行except塊代碼。
參數的內容不同于異常

2.6 異常的傳遞

• 代碼

def func1():
    print("---func1--1---")
    print(num)
    print("---func1--2---")
# def func2():
#     print("--func2--1---")
#     func1()
#     print("--func2--2---")
def func3():
    try:
        print("---func3--1---")
        func1()
        print("--func3--2----")
    except Exception as result:
        print(result)
        print("--func3---3---")
func3()
#func2()

2.7:觸發異常

可以使用raise語句自己觸發異常

• 案例:輸入考生的成績(0~100)

def functionName( score ):
    if score < 0 or score >100:
        raise Exception("Invalid score!", score)
        # 觸發異常后，后面的代碼就不會再執行
functionName(200)

2.8:用戶自定義異常

• 定義
  通過創建一個新的異常類，程序可以命名它們自己的異常。異常應該是典型的繼承自Exception類，通過直接或間接的方式
• 代碼：長度不低于3為

class ShortInputException(Exception):
    def __init__(self, length, atleast):
        self.length = length
        self.atleast = atleast
def main():
    try:
        s = input('請輸入 --> ')
        if len(s) < 3:
            # raise引發一個你定義的異常
            raise ShortInputException(len(s), 3)
    except ShortInputException as result:#x這個變量被綁定到了錯誤的實例
        print('ShortInputException: 輸入的長度是 %d,長度至少應是 %d'% (result.length, result.atleast))
    else:
        print('沒有異常發生')
main()

五、模塊

Python 模塊(Module)，是一個Python文件，以.py 結尾，包含了Python 對象定義和Python語句

• 下例是個簡單的模塊 aa.py：

def test1():
    print("我是模塊1")
def test2():
    print("我是模塊2")

5.1:模塊的引入

5.1.1：import

模塊定義好后，我們可以使用 import 語句來引入模塊，語法如下

import module1[, module2[,... moduleN]]

test.py 文件代碼

import aa
aa.test1()
aa.test2()
#我是模塊1
#我是模塊2

導入python中的模塊os/math

• 代碼:開平方根

import math
print(math.sqrt(4))
#2

注意:一個模塊只會被導入一次，不管你執行了多少次。這樣可以防止導入模塊被一遍又一遍地執行。

5.1.2:from…import 語句

Python 的 from 語句讓你從模塊中導入一個指定的部分到當前命名空間中，語法如下

from modname import name1[, name2[, ... nameN]]

test.py 文件代碼

from aa import test1
test1()
#我是模塊1

注意：只能調用導入的模塊中的部分，如果想使用test2,需要如下操作

from aa import test1,test2
test1()
test2()
#我是模塊1
#我是模塊2

• 思考：如果需要導入模塊中的部分有很多，怎么操作?

5.1.3:from…import * 語句

把一個模塊的所有內容全都導入到當前的命名空間也是可行的，只需使用如下聲明：

from modname import *

test.py 文件代碼

from aa import *
test1()
test2()
#我是模塊1
#我是模塊2

• 擴展

使用__all__魔幻方法
當被引入的包中有__all__=(),里面指定的才能被調用，調用的時候使用from模塊名 import*

aa.py

__all__=('test1','test2')
def test1():
    print("我是模塊1")
def test2():
    print("我是模塊2")
def test3():
    print("我是模塊2")

test.py

from aa import *
test1()
test2()

六、Python中的包

包是一個分層次的文件目錄結構，它定義了一個由模塊及子包，和子包下的子包等組成的 Python 的應用環境。
簡單來說，包就是文件夾，但該文件夾下必須存在 init.py 文件, 該文件的內容可以為空。init.py 用于標識當前文件夾是一個包。
考慮一個在 day 目錄下的 runoob1.py、runoob2.py、init.py 文件，test.py 為測試調用包的代碼，目錄結構如下

test.py
day
|-- __init__.py
|-- runoob1.py
|-- runoob2.py

• 源代碼如下：
  day/runoob1.py

def runoob1():
   print "I'm in runoob1"

day/runoob2.py

def runoob2():
   print "I'm in runoob2"

然后我們在 day 同級目錄下創建 test.py 來調用 day 包

# 導入 Phone 包
from day.runoob1 import runoob1
from day.runoob2 import runoob2
runoob1()
runoob2()

• 結果

I'm in runoob1
I'm in runoob2

補充python常用模塊