Python程序设计课件 第8章 文件及异常处理

文件及异常处理目录CONTENTS01文件概述01文件的打开与关闭02文件的读与写03文件定位04目录CONTENTS05异常处理06实战任务文件概述01文件的定义文件是计算机系统中用于存储数据和信息的逻辑结构，是存储在磁盘或其他存储介质上的数据集合，通常以一定的格式组织和存储。文件的类型文件主要分为文本文件和二进制文件。文本文件以字符编码存储数据，便于人类阅读；二进制文件以字节序列存储数据，适合存储复杂数据结构。文件的概念与类型详解01文本文件特点文本文件以字符编码存储数据，内容可直接用文本编辑器阅读和编辑，常见格式包括.txt、.csv、.html等。文本文件与二进制文件对比02二进制文件特点二进制文件以字节序列存储数据，通常包含程序代码、图像、音频等非文本数据，需要特定程序解析。03使用场景文本文件适合存储人类可读的文本数据，如配置文件、日志文件；二进制文件适合存储复杂数据结构和大量数据，如图像、音频。04选择依据选择文件类型需根据具体需求。如果需要存储用户输入的文本信息，通常选择文本文件；如果需要存储图像或音频数据，则选择二进制文件。绝对路径绝对路径是从文件系统的根目录开始的完整路径，明确指定了文件在整个文件系统中的确切位置，不依赖于当前工作目录。01相对路径是从当前工作目录开始的路径，表示目标文件相对于当前工作目录的位置，依赖于当前工作目录。0路径选择在编程中，建议使用绝对路径以确保代码的可移植性和健壮性。相对路径则适合在同一项目或目录结构中使用。文件路径：绝对路径与相对路径0203文件的打开与关闭02open()函数的作用open()函数用于打开文件，返回一个文件对象。它是Python中进行文件操作的基础，支持多种文件模式。常用文件模式常见的文件模式包括r（只读）、w（写入）、a（追加）、rb（二进制读取）、wb（二进制写入）等，每种模式对应不同的文件操作权限。文件对象的属性文件对象具有closed（判断文件是否关闭）、mode（文件打开模式）、name（文件名称）等属性，方便程序获取文件相关信息。使用open()函数打开文件close()方法的作用close()方法用于关闭文件，释放系统资源，确保数据正确保存。关闭后的文件无法再进行读写操作。关闭文件的重要性及时关闭文件是一个良好的编程习惯，可以避免资源泄露等问题，确保程序的稳定性和可靠性。使用close()方法关闭文件with语句的作用with语句用于管理文件上下文，确保文件在操作完成后自动关闭，即使发生异常也能保证文件正确关闭。with语句的优势使用with语句可以简化文件操作代码，避免因忘记关闭文件而导致的资源泄露问题，提高代码的可读性和安全性。with语句的使用在Python中，推荐使用with语句打开文件，例如：withopen('example.txt','r')asfile:，这样可以确保文件在使用后自动关闭。with语句管理文件的优势文件的读与写0301read()方法read()方法用于一次性读取文件的全部内容，返回一个字符串。它适合读取较小的文件，因为会将文件内容全部加载到内存中。02readline()方法readline()方法用于逐行读取文件内容，每次返回文件中的一行。它适合处理较大的文件，因为一次只读取一行，不会占用太多内存。03readlines()方法readlines()方法用于一次性读取文件中的所有行，并将每一行作为一个元素存储在一个列表中。它适合读取较小的文件，因为会将所有行一次性加载到内存中。文件读取方法：read()、readline()、readlines()write()方法write()方法用于向文件中写入字符串内容，返回写入的字符数。它只能写入字符串，如果需要写入其他类型的数据，需要先将其转换为字符串。writelines()方法writelines()方法用于一次性写入多行内容，接受一个字符串列表作为参数。它不会自动添加换行符，需要手动在每个字符串中添加换行符。写入模式的选择根据需求选择合适的写入模式。如果需要覆盖文件内容，使用'w'模式；如果需要追加内容，使用'a'模式。文件写入方法：write()与writelines()文件定位04tell()方法的作用tell()方法用于获取当前文件指针的位置，返回一个整数，表示文件指针距离文件开头的字节数。它在文件读写操作中非常重要，尤其是在需要记录当前操作位置或返回到特定位置时。tell()方法的使用在文件打开后，可以通过调用tell()方法获取文件指针的当前位置。例如：position=file.tell()，返回值表示当前指针位置。tell()方法获取文件指针位置seek()方法的作用seek()方法用于移动文件指针到指定位置，接受偏移量和移动方向两个参数。它允许程序灵活控制文件读写操作的起始点。seek()方法的参数seek()方法的参数包括偏移量（单位是字节）和移动方向（0表示从文件开头开始，1表示从当前位置开始，2表示从文件末尾开始）。seek()方法的使用在文件打开后，可以通过调用seek()方法移动文件指针。例如：file.seek(6,0)表示从文件开头移动到第6个字节的位置。seek()方法移动文件指针分块处理大文件对于大文件，可以使用seek()方法分块读取或写入文件内容，避免一次性占用过多内存，提高文件操作的效率。随机访问文件内容通过seek()方法可以直接跳转到文件的特定位置，实现对文件内容的随机访问，例如数据库索引文件和多媒体文件的快速定位。实现文件的追加和修改在文件末尾追加内容时，可以使用seek()方法跳到文件末尾；修改文件中间的内容时，可以先读取文件的某一部分，修改后再写回原位置。多线程读写在多线程环境中，通过文件定位可以确保每个线程操作文件的独立区域，避免冲突，提高多线程文件操作的安全性和效率。文件定位的典型应用场景异常处理0501异常与错误的区别错误通常指语法错误或逻辑错误，而异常是程序运行时出现的可预测、可恢复的问题，例如除以零或文件不存在。02Python内置异常类Python提供了丰富的内置异常类，如ZeroDivisionError、ValueError、IOError等，用于处理不同类型的异常情况。03异常处理的重要性通过异常处理，可以捕获并处理程序运行时的错误，避免程序因异常而崩溃，提高程序的健壮性和用户体验。Python异常处理机制基础

try…except语句的语法try…except语句的基本语法是：try:<可能产生异常的代码>except<异常类型>:<异常处理代码>。01异常处理流程当try块中的代码发生异常时，Python会跳到与异常匹配的except块执行处理代码，然后继续执行后续代码。try…except的使用示例例如，在打开文件时可能会发生IOError异常，可以通过try…except语句捕获并处理该异常，避免程序崩溃。try…except语句处理异常0203else块的作用在try…except语句中，else块用于在try块没有发生异常时执行特定的代码逻辑。else块的使用示例例如，在计算商品单价时，如果用户输入的数字有效，可以在else块中输出计算结果，否则在except块中提示用户输入错误。try…except…else扩展处理finally块的作用finally块中的代码无论是否发生异常都会执行，通常用于清理资源，如关闭文件或释放网络连接。finally块的使用示例例如，在文件操作中，可以在finally块中关闭文件，确保文件资源被正确释放。finally块的执行时机finally块在try和except块执行完毕后执行，即使在try或except块中发生了新的异常，finally块也会执行。try…except…finally确保清理01assert断言的作用assert语句用于检查一个条件是否为真，如果条件为假，则抛出AssertionError异常。02自定义异常的创建可以通过继承Exception类创建自定义异常类，为程序提供更具体的异常类型和错误信息。03assert与自定义异常的使用示例例如，可以使用assert检查用户输入的年龄是否在指定范围内，如果不在范围内则抛出自定义异常。assert断言与自定义异常实战任务06系统功能概述联系人管理系统通过文件操作实现联系人信息的持久化存储，提供添加、查找、列出和删除联系人四项基本功能。联系人管理系统功能设计文件存储格式系统采用CSV格式将联系人的姓名和电话保存在文件contacts.txt中，确保数据的结构化存储和易于读取。初始化文件结构通过init_file()函数检查文件是否存在，如果不存在则创建并写入标题行，确保文件结构的初始化。添加联系人通过add_contact()函数将联系人信息格式化为CSV行追加到文件中，实现联系人的添加操作。查找联系人通过find_contact()函数逐行比对目标姓名，找到后输出联系人信息，未找到则给出提示。联系人管理系统的代码实现用户可以输入旅行目的地、出发日期、结束日期、预算、交通方式等信息，系统将这些信息存储在文件中。录入旅行计划用户可以对已有的旅行计划进行修改，例如调整预算、更改日期等，系统会更新文件中的相应内容。修改旅行计划用户可以通过输入旅行目的地或出发日期，快速查询到对应的旅行计划，包括目的地、日期、预算等详细信息。查询旅行计划用户可以删除已完成或不再需要的旅行计划，系统会从文件中移除相应的记录。删除旅行计划个人旅行计划管理系统功能概览TravelPlan类TravelPlan类封装了旅行计划的基本信息，包括目的地、出发日期、结束日期、预算和交通方式，方便对旅行计划进行管理。TravelNote类TravelNote类封装了旅行笔记的信息，包括日期、地点和当天的体验，便于记录和查询旅行中的点滴。TravelPlan与TravelNote类设计加载文件数据通过load_plans()和load_notes()方法从文件中读取旅行计划和笔记数据，初始化系统数据结构。保存文件数据通过save_plans()和save_notes()方法将旅行计划和笔记数据写入文件，实现数据的持久化存储。管理旅行计划通过add_plan()、find_plan()、delete_plan()等方法实现旅行计划的添加、查询和删除操作。TravelManager类的核心方法用户菜单设计通过循环菜单驱动用户交互，提供录入、查询、删除旅行计划等功能选项，方便用户操作。输入提示与验证在每个功能操作中，系统提供明确的输入提示，并对用户输入进行验证，确保输入数据的合法性。操作反馈系统根据用户操作结果给出相应的反馈信息，如操作成功或失败的提示，增强用户体验。系统交互流程与用户菜单文件操作基础本章详细介绍了Python中文件操作的基本知识，包