Python程序设计项目式教程 课件 项目六 文件操作与异常处理

项目六

文件操作与异常处理目录CSV文件01打开文件与关闭文件02读取CSV文件与写入CSV文件03异常处理04任务6-1CSV文件的读取与写入05shutil模块06os模块的系统命令07文件读写操作0809任务6-2复制文件10os模块11shutil模块删除文件12任务6-3删除目录13技能拓展：学会向大模型提问01CSV文件逗号分隔值文件CSV文件文件是计算机中用于存储数据的一种资源。从逻辑层面上讲，文件是数据的集合，这些数据可以是文本、图像、音频、视频等多种形式。CSV（逗号分隔值文件）CSV文件是一种常用的纯文本格式，用于存储表格数据。CSV文件特点以简单的结构将数据组织为行和列，每行代表一条记录，每列代表一个字段，字段之间通常用逗号分隔。CSV文件应用CSV文件因其轻量、易读且兼容性强的特点，被广泛应用于数据交换、数据存储和数据分析等领域。02打开文件与关闭文件文件打开与关闭操作文件打开操作的核心方法Python通过open()函数实现文件打开，需指定文件路径和模式参数，支持读写追加等多种操作方式，确保数据准确访问。文件关闭的必要性与实现关闭文件可释放系统资源并保证数据完整性，推荐使用with语句自动管理，避免手动关闭遗漏导致的资源泄漏问题。路径设置的绝对与相对选择文件路径支持绝对路径和相对路径两种形式，根据项目结构灵活选择，确保程序在不同环境中均可准确定位文件。编码格式的关键影响文件操作需明确指定编码格式（如UTF-8），避免因编码不一致导致乱码，尤其处理多语言文本时至关重要。open函数参数解析open函数核心参数解析open函数通过file参数指定文件路径，支持绝对路径与相对路径两种形式，确保精准定位目标文件。文件打开模式详解mode参数提供'r'/'w'/'a'等6种模式，分别对应读写、覆盖写入、追加写入等操作需求，满足不同场景。编码格式的关键作用encoding参数解决文本文件乱码问题，推荐显式指定'utf-8'编码，确保跨平台数据解析一致性。文件关闭的必要性无论读写操作，必须通过close()或with语句关闭文件，避免数据丢失或资源占用问题。with语句优势1234with语句的核心优势with语句通过自动资源管理机制，确保文件操作后正确关闭，避免资源泄漏，同时简化代码结构，提升程序健壮性。异常安全与资源释放保障无论代码块是否发生异常，with语句均能可靠执行资源清理，彻底解决手动关闭遗漏问题，降低系统风险。代码简洁性与可维护性提升消除显式close()调用，减少样板代码，使业务逻辑更聚焦，显著提升代码可读性和长期维护效率。企业级开发的最佳实践符合工业级编码规范，通过标准化资源管理流程，确保团队协作项目的一致性和可靠性，降低运维成本。with语句withopen('data.csv','r')asfile:process_data(file)读写模式选择参数取值含义'r'read，默认模式，表示只读模式，打开一个已经存在的文件，如果文件不存在，会抛出异常。文件指针会放在文件的开头，可以从文件中读取数据。'r+'表示可读可写模式，打开一个已经存在的文件，文件指针会放在文件的开头，可以从文件中读取数据，也可以向文件中写入数据，但是不会覆盖原来的内容，而是从当前位置开始写入。'w'write，表示写入模式，打开一个文件，如果文件不存在，会创建一个新文件，如果文件已经存在，会覆盖原来的内容。文件指针会放在文件的开头，可以向文件中写入数据。'w+'表示可写可读模式，打开一个文件，如果文件不存在，会创建一个新文件，如果文件已经存在，会覆盖原来的内容。文件指针会放在文件的开头，可以向文件中写入数据。'a'表示追加模式，只可写不可读，打开一个文件，如果文件不存在，会创建一个新文件，如果文件已经存在，不会覆盖原来的内容。文件指针会放在文件的结尾，可以向文件的末尾追加数据。'a+'表示追加模式，可读可写，打开一个文件，如果文件不存在，会创建一个新文件，如果文件已经存在，不会覆盖原来的内容。文件指针会放在文件的结尾，可以向文件的末尾追加数据。mode参数可指定文件的打开模式，参数具体参照下表：编码格式重要性2314编码格式的核心价值正确的编码格式确保数据准确解析与交换，避免乱码问题，是跨平台协作和系统兼容性的关键保障。常见编码问题与影响文件读写时编码不匹配会导致数据损坏或乱码，影响业务数据处理效率及决策准确性，需严格规范。编码解决方案实践通过明确指定UTF-8等标准编码格式，结合异常处理机制，可系统性规避编码错误，提升数据操作可靠性。企业级编码管理建议建议制定统一的编码标准并嵌入开发流程，配合自动化检测工具，降低跨国协作中的技术风险。03读取CSV文件与写入CSV文件CSV文件读取01020304CSV文件读取方法解析介绍Python中三种CSV文件读取方式：readlines()逐行解析、reader()自动处理格式、DictReader()字典映射，满足不同数据处理需求。readlines()readlines()是Python中文件对象的一个方法，用于从文件中读取所有行并将其作为一个字符串列表返回，并使用split()方法来解析每一行的数据。reader()csv.reader()是Python标准库csv模块中用于解析CSV文件的核心函数。它会将CSV文件的每一行解析为一个字符串列表，自动处理逗号分隔符、引号、换行符等复杂格式。DictReader()通过DictReader()用字典的形式读取，创建一个对象，其操作类似于常规reader但会将每行中的信息映射到一个OrderedDict。CSV文件读取04010203DictReader字典处理的核心机制DictReader通过将CSV每行数据映射为有序字典，实现键值对结构化读取，显著提升数据可读性和处理效率。字典化读取的实战应用结合示例演示DictReader如何自动解析表头为字段名，适用于需要列名关联的商业数据场景。异常处理与数据容错集成try-except机制确保文件不存在或格式错误时程序稳定运行，保障商业数据处理可靠性。与常规reader的性能对比相比传统列表式读取，字典处理更直观避免列索引错误，特别适合多字段CSV文件的精准定位。CSV文件写入CSV文件写入方法概述介绍Python中三种CSV写入方法：write()逐行写入、writer()对象化操作、DictWriter()字典映射，确保数据格式规范且高效。write()函数基础操作通过文件对象的write()直接写入字符串，需手动处理分隔符与换行，适合简单数据结构的快速输出。writer()函数进阶应用利用csv.writer对象实现结构化写入，支持单行(writerow)或多行(writerows)操作，避免空行需指定newline参数。DictWriter()高效映射写入基于字典键值匹配表头，直接写入字典数据，提升代码可读性，尤其适用于字段复杂的表格生成。04异常处理异常处理异常处理的核心价值异常处理机制能预定义应对措施，确保程序在异常时保持运行或提供友好提示，提升用户体验与系统稳定性。常见异常类型解析Python内置多种异常类型，如语法错误、类型错误等，精准识别异常类型是高效调试的关键。异常处理基础结构通过try-except代码块分离业务逻辑与错误处理，使程序结构清晰且易于维护扩展。文件操作异常实战文件不存在、权限不足或编码错误时，try-except能有效捕获异常并引导用户解决问题。常见错误类型常见错误类型概览Python内置多种异常类型，如SyntaxError语法错误、TypeError类型错误等，涵盖代码执行中的典型问题场景。语法与类型错误解析SyntaxError和TypeError分别标识代码结构缺陷和数据类型不匹配问题，需针对性修正逻辑或变量定义。文件操作异常处理文件读写时需防范FileNotFoundError等异常，通过try-except结构确保程序健壮性，避免意外中断。权限与编码异常应对PermissionError和UnicodeDecodeError需特殊处理，确保文件访问权限正确且编码格式匹配实际内容。try-except结构finally资源清理异常处理机制的核心价值异常处理分离业务逻辑与错误处理，提升程序健壮性，确保系统在异常情况下仍能稳定运行或提供友好提示。常见内置异常类型解析Python内置SyntaxError等12种异常类型，覆盖语法、类型、文件操作等典型错误场景，便于精准捕获处理。try-except基础结构详解通过try代码块监测异常，except捕获特定错误类型，实现错误隔离与定向处理，保障程序流程可控。文件操作异常处理方案针对文件不存在、权限不足、编码错误等场景，提供标准化异常捕获模板，确保文件操作安全可靠。05任务6-1CSV文件的读取与写入任务描述本任务旨在指导学习者在项目开发中，实现对文件的打开与关闭、读取与写入，并掌握其基本的使用方法，为后续的编程学习和项目开发奠定基础。任务分析编写一个程序，将图6-1中的数据写入CSV文件，并读取出来。图6-1数据任务实施首先导入csv模块，定义要写入的数据；然后定义一个列表data；再以写入模式打开example.csv文件，使用csv.writer将数据写入文件，其中newline=''是为了避免写入时出现多余的空行，encoding='utf-8'指定了文件编码；最后以读取模式再次打开该文件，通过csv.reader读取文件内容并逐行打印。代码如下：任务实施importcsv#定义要写入的数据data=[['姓名','年龄','职业','居住城市'],['小王','22','销售','重庆'],['小李','23','程序员','西安'],['小赵','24','主管','北京'],['小钱','21','经理','广州']]#写入CSV文件withopen('example.csv','w',newline='',encoding='utf-8')asfile:writer=csv.writer(file)writer.writerows(data)#读取CSV文件withopen('example.csv','r',encoding='utf-8')asfile:reader=csv.reader(file)forrowinreader:print(row)工具高效使用高效文件操作工具通过Python的os和shutil模块实现目录删除功能，确保操作稳定可靠，异常处理机制保障程序健壮性。自动化目录清理方案使用shutil.rmtree彻底删除非空目录及子内容，结合路径验证与错误反馈，提升文件管理效率。异常处理与容错机制通过try-except捕获权限不足或路径异常等问题，提供清晰的操作反馈，增强企业级工具可靠性。跨平台兼容性设计适配不同操作系统环境，确保目录删除功能在Windows/Linux等平台均能稳定执行，降低运维成本。06shutil模块shutil模块复制copy()shutil模块提供了许多用于文件和目录操作的函数，其中copy()函数可以直接将源文件复制到目标文件中：shutil.copy(source,destination)案例source是要复制的文件，destination是要复制到的位置。importshutil#导入模块defcopy_file(source_file,destination_file):shutil.copy(source_file,destination_file)#复制文件print(f"文件{source_file}已成功复制到{destination_file}")07os模块的系统命令os模块复制cp命令使用操作系统的命令行，通过调用cp命令来复制文件。在Windows系统上，可以使用copy命令来代替：importosdefcopy_file(source_file,destination_file):os.system(f"cp{source_file}{destination_file}")08文件读写操作文件读写操作复制copy()文件的复制可以通过读取源文件内容并将其写入目标文件来实现defcopy_file(source_file,destination_file):withopen(source_file,'r')assrc,open(destination_file,'a+')asdest:dest.write(src.read())09任务6-2复制文件任务描述本任务旨在实现CSV文件的复制功能。程序接收源文件路径与目标文件路径作为输入参数，在函数内部，借助CSV模块，首先以读模式打开源文件并创建读取器对象，用于按行读取源文件数据；再以写模式打开目标文件并构建写入器对象，将从源文件读取到的每行数据，通过循环遍历依次写入目标文件，以此达成文件内容的复制。同时，为增强程序的稳定性与容错性，针对文件操作过程中可能出现的文件不存在等异常情况，使用异常处理机制捕获并处理，当源文件缺失时，及时反馈错误提示信息；若遭遇其他未知错误，同样予以捕获并输出相应错误详情，确保程序运行的可靠性与用户体验的友好性。任务分析实现对CSV文件的复制操作，将一个已存在的CSV文件（源文件）的内容完整地复制到另一个CSV文件（目标文件）中，并且对可能遇到的异常进行处理。任务实施首先导入csv模块，定义要写入的数据；然后定义一个列表data；再以写入模式打开example.csv文件，使用csv.writer将数据写入文件，其中newline=''是为了避免写入时出现多余的空行，encoding='utf-8'指定了文件编码；最后以读取模式再次打开该文件，通过csv.reader读取文件内容并逐行打印。代码如下：任务实施importcsvdefcopy_csv_file(source_file,destination_file):try:withopen(source_file,'r',encoding='utf-8')assrc,\open(destination_file,'w',newline='',encoding='utf-8')asdst:reader=csv.reader(src)writer=csv.writer(dst)forrowinreader:writer.writerow(row)print(f"CSV文件{source_file}已成功复制到{destination_file}")exceptFileNotFoundError:print(f"源文件{source_file}未找到。")exceptExceptionaserror:print(f"复制过程中出现错误:{error}"）#示例用法copy_csv_file('source.csv','destination.csv')10os模块os模块删除remove（）os模块中的remove()函数可以直接将指定的文件删除：os.remove('path/to/example.csv')rmdir（）os模块中的rmdir()函数删除指定路径的空目录os.rmdir('path/to/direction')需要提醒的是，如果文件不存在或者给了一个文件夹路径，将会抛出异常。如果目录不为空，os.rmdir()会抛出一个OSError。它只能删除空目录，如果目录中有任何文件或子目录，操作将失败。11shutil模块删除文件shutil模块删除unlink（）shutil模块其中删除文件的函数是shutil.unlink()rmtree（）shutil模块还提供了rmtree()函数用于删除指定路径下的所有文件及其子目录shutil.unlink('example.csv')shutil.rmtree('./demo')#删除指定路径下demo目录及其所有子目录和文件12任务6-3删除目录任务描述本次任务旨在实现删除指定目录的功能。程序需要接收一个目录路径作为输入参数，首先验证该目录是否真实存在于文件系统中。若目录存在，则运用shutil模块的rmtree()函数将该目录及其内部所包含的所有文件、子目录等内容全部删除，以达成清理特定目录及其下属结构的目的；若目录不存在，则输出相应提示信息告知用户。在整个目录删除操作过程中，借助try-except异常处理机制，对可能出现的各类错误情况（如权限不足导致无法删除、磁盘错误等）进行捕获与处理，并将错误信息展示给用户，以此确保程序运行的稳定性与可靠性，避免因错误而导致程序崩溃或出现不可预期的行为。任务分析本任务核心功能是依据给定的目录路径，彻底删除对应的目录及其内部所有内容，包括各级子目录和文件，同时要对目录不存在及删除过程中可能出现的异常情况进行妥善处理，保障程序的稳定性与可靠性，为用户提供准确的操作反馈信息。任务实施首先导入必要模块；其次指定目录并验证；最后执行删除操作并处理