一、文件的介绍

1 ：什么是文件？

如下图展示数据

image-20210117130855293.png

2 文件的作用

使用文件的目的：保存数据存放在磁盘
把一些存储存放起来，可以让程序下一次执行的时候直接使用，而不必重新制作一份，省时省力

二、文件的打开与关闭

思考:如果想用word编写一份简历，应该有哪些流程呢？
步骤：新建--写入数据--关闭

打开word软件，新建一个word文件
写入个人简历信息
保存文件
关闭word软件

同样，在操作文件的整体过程与使用word编写一份简历的过程是很相似的

• 结论

打开文件，或者新建立一个文件
读/写数据
关闭文件

2.1 打开文件

在python，使用open函数，可以打开一个已经存在的文件，或者创建一个新文件open(文件名，访问模式)
格式

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

如下图所示:不同的打开文件的方式

image-20210117131807308.png

常见的文件操作有：写，读，追加

2.1.1 写数据(write)

• 格式

对象 = open("文件",w)
对象.write（"写入数据"）
对象.close

• 案例:以写的方式打开文件，写入数据

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

• 继续写入数据

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

• 总结:

如果文件不存在那么创建，如果存在那么就先清空，然后写入数据 

2.1.2 读数据（read）

• 案例:以读的方式打开文件，读取数据
• 格式

对象 = open("文件",r)
变量 = 对象.read()
print(变量)

• 案例:读取文件（test.txt）

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

• 总结:

如果用open打开文件时，如果使用的"r"，那么可以省略，即只写 open('test.txt')
如果没有文件，打开报错，存在该文件才能操作
如果文件中存在中文显示，会出现乱码需要添加encoding='utf-8'
open(‘test.txt’,”r”, encoding='utf-8')

• 思考：如果只想读取几个字怎么操作?
• 案例:读取指定长度的数据(单位是字节)

f = open('test.txt', 'r')
content = f.read(5)  # 最多读取5个数据
print(content)

注意：
使用read(num)可以从文件中读取数据，num表示要从文件中读取的数据的长度（单位是字节），如果没有传入num，那么就表示读取文件中所有的数据

2.1.3 读数据（readlines）

就像read没有参数时一样，readlines可以按照行的方式把整个文件中的内容进行一次性读取，并且返回的是一个列表，其中每一行的数据为一个元素

• 格式

对象 = open("文件",r)
变量 = 对象.readlines()
print(变量)

• 案例:读取文件（test.txt）

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

2.1.4 读数据（readline）

readline可以按照行的方式把整个文件中的内容进行一行一行的读取

• 格式

对象 = open("文件",r)
变量 = 对象.readline()
print(变量)

• 案例，一行一行读取

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

2.1.5 可写（a）

• 格式

对象 = open("",a)
对象.write（"写入数据"）
对象.close

• 案例，在文件中写入数据

f = open("test.txt",a)
f.write（"新的数据"）
对象.close

• 总结:

（可写）形式打开文件，如果文件不存在则创建并从头添加写入的内容，存在则原有数据后追加数据

2.1.6 读数据（rb）

• 格式1

对象 = open("二进制文件",rb)
变量= 对象.read（）
print(变量)

• 格式2

with open("二进制文件","rb") as 对象:
    变量 = 对象.read()
    print(变量)

• 案例:使用尽可能多的方式实现读取图片

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

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

使用习惯：格式2中不需要手动关闭文件，所以经常被使用

• 总结

如果没有文件，打开报错，存在该文件才能操作

2.1.7 写数据（wb）

• 格式

with open("二进制文件","wb") as 对象:
    变量 = 对象.write()
    print(变量)

• 案例:备份图片

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 关闭文件

• 格式

close( )

2.3 思考题

如果一个文件很大，比如5G，试想应该怎样把文件的数据读取到内存然后进行处理呢？

调用read()会一次性读取文件的全部内容，如果文件有10G，内存就爆了，所以，要保险起见，可以反复调用read(size)方法�每次最多读取size个字节的内容。另外，调用readline()可以每次读取一行内容，调用readlines()一次读取所有内容并按行返回list�因此，要根据需要决定怎么调用。如果文件很小，read()一次性读取最方便；如果不能确定文件大小，反复调用read(size)比较保险；如果是配置文件，调用readlines()最方便

三、文件和文件夹的操作

文件的相关操作

有些时候，需要对文件进行重命名、删除等一些操作，python的os模块中都有这么功能

3.1 文件重命名

os模块中的rename()可以完成对文件的重命名操作

• 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 删除文件

os模块中的remove()可以完成对文件的重命名操作

• 格式

import os
os.remove("文件名")

• 案例:

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

文件夹的相关操作

2.1 创建文件夹

os模块中的mkdir()可以完成对文件的重命名操作

2.2 获取当前目录

os模块中的getcwd()可以获取当前目录

四、异常

1：什么是异常？

异常即是一个事件，该事件会在程序执行过程中发生，影响了程序的正常执行。
一般情况下，在Python无法正常处理程序时就会发生一个异常。
异常是Python对象，表示一个错误。
当Python脚本发生异常时我们需要捕获处理它，否则程序会终止执行。

• 演示异常

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 异常处理

2.1 作用

捕捉异常可以使用try/except语句。
try/except语句用来检测try语句块中的错误，从而让except语句捕获异常信息并处理。
如果你不想在异常发生时结束你的程序，只需在try里捕获它。

2.2 语法

以下为简单的try....except...else的语法

try:
<语句>        #运行别的代码
except <名字>：
<语句>        #如果在try部份引发了'name'异常
else:
<语句>        #如果没有异常发生

• 代码

try:
    open("qwe.txt","r")
    print("123")
except FileNotFoundError:
    print("异常处理")
else:
    print("没有异常")

try:
    open("qwe.txt","r")
    print("123")
except FileNotFoundError as result:
    print("异常处理",result)
else:
    print("没有异常")

2.3：使用except而不带任何异常类型

你可以不带任何异常类型使用except，如下实例

• 语法

try:
    正常的操作
except :
    发生异常，执行这块代码
else:
    如果没有异常执行这块代码

• 代码

try:
    open("qwe.txt","r")
    print("123")
except :
    print("异常处理")
else:
    print("没有异常")

注意：以上方式try-except语句捕获所有发生的异常。但这不是一个很好的方式，我们不能通过该程序识别出具体的异常信息。因为它捕获所有的异常。

2.4：使用except而带多种异常类型

• 语法

try:
    异常的操作
except(Exception1[, Exception2[,...ExceptionN]]]):
   发生以上多个异常中的一个，执行这块代码
   ......................
else:
    如果没有异常执行这块代码

• 代码

list = [1,2,3,4]
try:
    open("qwe.txt", "r")
    list[7]
except (NameError,FileNotFoundError) as rese:
    print("出现异常")
else:
    print("没有异常")

2.5：try-finally 语句

try-finally 语句无论是否发生异常都将执行最后的代码

• 语法

try:
<语句>
finally:
<语句>    #退出try时总会执行

• 案例

try:
    fh = open("test.txt", "r")
    fh.readlines()
    fh.close()
finally:
    print("Error: 没有找到文件或读取文件失败")

注意：当在try块中抛出一个异常，立即执行finally块代码。
finally块中的所有语句执行后，异常被再次触发，并执行except块代码。
参数的内容不同于异常

2.6 异常的传递

• 代码

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:触发异常

可以使用raise语句自己触发异常

• 案例:输入考生的成绩(0~100)

def functionName( score ):
    if score < 0 or score >100:
        raise Exception("Invalid score!", score)
        # 触发异常后，后面的代码就不会再执行
functionName(200)

2.8:用户自定义异常

• 定义
  通过创建一个新的异常类，程序可以命名它们自己的异常。异常应该是典型的继承自Exception类，通过直接或间接的方式
• 代码：长度不低于3为

class ShortInputException(Exception):
    def __init__(self, length, atleast):
        self.length = length
        self.atleast = atleast
def main():
    try:
        s = input('请输入 --> ')
        if len(s) < 3:
            # raise引发一个你定义的异常
            raise ShortInputException(len(s), 3)
    except ShortInputException as result:#x这个变量被绑定到了错误的实例
        print('ShortInputException: 输入的长度是 %d,长度至少应是 %d'% (result.length, result.atleast))
    else:
        print('没有异常发生')
main()

五、模块

Python 模块(Module)，是一个Python文件，以.py 结尾，包含了Python 对象定义和Python语句

• 下例是个简单的模块 aa.py：

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

5.1:模块的引入

5.1.1：import

模块定义好后，我们可以使用 import 语句来引入模块，语法如下

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

test.py 文件代码

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

导入python中的模块os/math

• 代码:开平方根

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

注意:一个模块只会被导入一次，不管你执行了多少次。这样可以防止导入模块被一遍又一遍地执行。

5.1.2:from…import 语句

Python 的 from 语句让你从模块中导入一个指定的部分到当前命名空间中，语法如下

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

test.py 文件代码

from aa import test1
test1()
#我是模块1

注意：只能调用导入的模块中的部分，如果想使用test2,需要如下操作

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

• 思考：如果需要导入模块中的部分有很多，怎么操作?

5.1.3:from…import * 语句

把一个模块的所有内容全都导入到当前的命名空间也是可行的，只需使用如下声明：

from modname import *

test.py 文件代码

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

• 扩展

使用__all__魔幻方法
当被引入的包中有__all__=(),里面指定的才能被调用，调用的时候使用from模块名 import*

aa.py

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

test.py

from aa import *
test1()
test2()

六、Python中的包

包是一个分层次的文件目录结构，它定义了一个由模块及子包，和子包下的子包等组成的 Python 的应用环境。
简单来说，包就是文件夹，但该文件夹下必须存在 init.py 文件, 该文件的内容可以为空。init.py 用于标识当前文件夹是一个包。
考虑一个在 day 目录下的 runoob1.py、runoob2.py、init.py 文件，test.py 为测试调用包的代码，目录结构如下

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

• 源代码如下：
  day/runoob1.py

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

day/runoob2.py

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

然后我们在 day 同级目录下创建 test.py 来调用 day 包

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

• 结果

I'm in runoob1
I'm in runoob2

补充python常用模块