Python高级编程 课件 第6讲 文件操作与异常处理

第6讲文件操作与异常处理深圳北理莫斯科大学：姜增如第6讲主讲内容2异常处理机制3Python的包及使用1文件操作一、Python的文件操作1、打开文件--open函数语法格式：fileobject=open(name[,mode][,buffering])其中：name：变量表示要访问的文件名称字符串值。mode：决定了打开文件的模式：只读，写入，追加等。所有可取值见如下的完全列表。这个参数是非强制的，默认文件访问模式为只读(r)。buffering:若该值为0，则不寄存，值为1，访问文件时会寄存行，若该值为大于1的整数，表明了该值即为寄存区缓冲大小。若取负值，寄存区的缓冲大小则为系统默认。若该文件无法打开，会抛出系统错误信息。若打开的文件写入中文：如若读写文件含有中文：FileObject=open(“文件名","w+",encoding='utf8');注意：使用open()方法一定要保证关闭文件对象，即调用close()方法

Python对文件的基本操作概括为：打开文件、文件操作、关闭文件mode取值不同模式打开文件的完全列表：模式描述t文本模式(默认)。x写模式，新建一个文件，如果该文件已存在则会报错。b二进制模式。+打开一个文件进行更新(可读可写)。U通用换行模式（不推荐）。r以只读方式打开文件。文件的指针将会放在文件的开头。这是默认模式。rb以二进制格式打开一个文件用于只读。文件指针将会放在文件的开头。这是默认模式。一般用于非文本文件如图片等。r+打开一个文件用于读写。文件指针将会放在文件的开头。rb+以二进制格式打开一个文件用于读写。文件指针将会放在文件的开头。用于非文本文件如图片等。w打开一个文件只用于写入。如果该文件已存在则打开文件，并从开头开始编辑，即原有内容会被删除。如果该文件不存在，创建新文件。wb用于写入二进制格式并打开一个文件，若文件存在则打开从头编辑，原有内容会被删除。若文件不存在，创建新文件。一般用于非文本文件如图片等。w+打开一个文件用于读写。若文件存在则打开文件从开头编辑，原有内容会被删除。若文件不存在，创建新文件。wb+用于读写二进制格式文件。若文件存在则打开从头开始编辑，原有内容会被删除。若文件不存在，创建新文件。一般用于非文本文件如图片等。a用于追加文件。若文件存在，文件指针将放在文件结尾，将新的内容写入到已有内容之后。若文件不存在，创建新文件进行写入。ab用于追加二进制格式文件，若文件存在，文件指针将会放在文件的结尾。新的内容将会追加到已有内容之后。若文件不存在，创建新文件进行写入。a+打开一个文件用于读写，如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。打开时会是追加模式，若文件不存在，创建新文件用于读写。ab+用于追加二进制格式文件，若文件存在，文件指针将会放在文件的结尾。如果文件不存在，创建新文件用于读写。（1）读取文件FileObject.read(size);#读取size指定的字节数FileObject.readline();#读取指针所在行FileObject.readlines();#读取文件列表，每项是以\n结尾的字符串（2）写文件FileObject.write(“字符串”);#把文本或二进制数据写入到文件中FileObject.writelines();#针对列表操作，把字符串列表写入文件中（3）定位操作FileObject.tell()#输出文件当前位置FileObject.seek(os.SEEK_SET)#输出当前指针FileObject.seek(0)#回到文件的开头FileObject.seek(1)#返回文件的当前位置FileObject.seek(2)#到文件的末尾2、文件操作函数如果读写的文件中有中文，必须加入：encoding='utf-8'（1）其他操作：追加、计算等FileObject=open(‘已经存在的文件名','a',encoding='utf8')FileObject.write(“追加的内容")（2）关闭文件FileObject.close()3、文件关闭--close函数序号方法功能描述1file.close()关闭文件。关闭后文件不能再进行读写操作。2file.flush()刷新文件内部缓冲，直接把内部缓冲区的数据立刻写入文件。3file.fileno()返回一个整型的文件描述符，用于如os模块的read()底层操作4file.isatty()如果文件连接到一个终端设备返回True，否则返回False。5file.next()返回文件下一行。6file.read([size])从文件读取指定的字节数，如果未给定或为负则读取所有。7file.readline([size])读取整行，包括"\n"字符。8file.readlines([sizeint])读取所有行并返回列表，若sizeint>0，则设置一次读多少字节9file.seek(offset[,whence])设置文件当前位置10file.tell()返回文件当前位置。11file.truncate([size])截取文件，截取的字节通过size指定，默认为当前文件位置。12file.write(str)将字符串写入文件，返回的是写入的字符长度13file.writelines(sequence)向文件写入一个序列字符串，若需要换行则要自己加入每行的换行符。4、file对象常用函数5、Os对文件夹操作常用方法序号方法功能描述1os.getcwd()得到当前工作路径2os.listdir()返回指定目录下的所有文件和目录名3os.remove()用来删除一个文件4os.removedirs(r”c:\Python”)删除多个目录5os.path.isfile()检验给出的路径是否是一个文件6os.path.isdir()检验给出的路径是否是一个目录7os.path.isabs()判断是否是绝对路径8os.path.exists()检验给出的路径是否存在9os.mkdir("file")

/os.rmdir("file")

创建文件夹/删除文件夹10os.rename（old，new）重命名11os.exit()终止当前进程12os.path.getsize（filename）获取文件大小13os.stat(file)获取文件属性序号方法功能描述1shutil.copyfile(“源文件”,“新文件")

复制文件2shutil.copy('源文件'，'目标地址')复制文件，返回复制后的路径3shutil.move(“源地址”,“目标地址")

移动文件或文件夹4shutil.copytree(“源文件夹”,“新文件夹")

复制文件夹5shutil.rmtree(“文件目录")移除整个文件夹，无论是否为空6shutil.copyfileobj(open('源文件','r'),open('目标文件','w')文件copy到另一个文件中7shutil.make_archive('目标文件路径','归档文件后缀','需归档文件夹')归档操作，返回归档文件最终路径8shutil.unpack_archive('归档文件路径'，'解包目标文件夹')解包操作，若文件夹不存在会新建文件夹shutil模块是对os模块的补充，主要针对文件的拷贝、删除、移动、压缩和解压操作，使用时需要导入importshutil即可6、shutil对文件操作函数文件名:test.py文件当前位置是：63读取写入的字符串是Ibegantolearntowritedocumentswelcome!是否已关闭:False访问模式:w+是否已关闭:Truewww.smbu.

Ibegantolearntowritedocuments

welcome!例1读写文件的使用importos

op=open("test.py","w+");

print("文件名:",)

op.write("www.smbu.\nIbegantolearntowritedocuments\nwelcome!");

print("文件当前位置是：",op.tell())op.seek(os.SEEK_SET)#输出当前指针

context=op.read()

#设置指针回到文件最初

print("读取写入的字符串是\n",context)print("是否已关闭:",op.closed)

print("访问模式:",op.mode)

op.close();

print("是否已关闭:",op.closed)文件的读写方式选择文件名:test1.py深圳北理莫斯科大学网址地址:深圳北理莫斯科大学['深圳北理莫斯科大学\n','网址地址:\n','']例2op=open("test1.py","w+");print("文件名:",)op.write("深圳北理莫斯科大学\n网址地址:\");position=op.seek(0);#指针移动到开始位置str=op.read(60);#指定读取的字节数print(str)position=op.seek(0)#注意移动指针str1=op.readline()#读1行print(str1)position=op.seek(0)str2=op.readlines()#读所有行print(str2)f=open("test2.py",'r',encoding='utf8')#返回一个文件对象position=f.seek(0)#注意移动指针line=f.readline()#读第一行print(line)whileline:

#读所有行print(line,end='')line=f.readline()f.close()深圳北理莫斯科大学是一所中外合作大学，由深圳、北京理工大学和莫斯科大学联合创办。使用二种方法读文件例3['深圳北理莫斯科大学是一所中外合作大学，由深圳、北京理工大学和莫斯科大学联合创办。,欢迎进入深圳北理莫斯科大学学习，本学期学习的计算机语言包括：\n','Python、C++']例4追加文件数据op=open('test2.txt','a',encoding='utf8')op.write(“,欢迎进入深圳北理莫斯科大学学习")strs=[‘，本学期学习的计算机语言包括：','\nPython、','C++']op.writelines(strs)#写入字符列表内容op.close()op=open("test2.txt","r+",encoding='utf8');str3=op.readlines()#读所有文件print(str3)op.close()例5使用shutil及os模块的文件及文件夹操作importshutilimportosshutil.copyfile("test2.txt","test3.txt")#复制test2.txt到test3.txtos.rename("test3.txt","test5.txt")#重命名文件test3.txt到test4.txt。os.path.exists("test2.txt")#判断text2.txt文件是否存在os.remove("test2.txt")#删除一个已经存在的文件test2.txtos.mkdir("dirtest")#创建目录testos.chdir("/newdir2")#将当前目录改为"newdir2"os.getcwd()#显示当前目录os.rmdir("/test")#删除文件夹test二、Python的异常处理1、什么是异常在Python中，异常也是对象，可对它进行操作。BaseException是所有内置异常的基类，但用户定义的类并不直接继承BaseException，所有的异常类都是从Exception继承，且都在exceptions模块中定义。Python自动将所有异常名称放在内建命名空间中，所以程序不必导入exceptions模块即可使用异常。一旦引发而且没有捕捉SystemExit异常，程序执行就会终止。如果交互式会话遇到一个未被捕捉的SystemExit异常，会话就会终止。若没有对异常进行任何预防，那么在程序执行的过程中发生异常，就会中断程序，调用Python默认的异常处理器，并在终端输出异常信息。BaseException#所有异常的基类

+--SystemExit#解释器请求退出

+--KeyboardInterrupt#用户中断执行(通常是输入^C)

+--GeneratorExit#生成器(generator)发生异常来通知退出

+--Exception#常规异常的基类2、内置异常类的层次结构

+--ArithmeticError

#各种算术错误引发的内置异常的基类

|

+--FloatingPointError

#浮点计算错误

|

+--OverflowError

#数值运算结果太大无法表示

|

+--ZeroDivisionError

#除(或取模)零(所有数据类型)+--BufferError

#无法执行与缓冲区相关的操作时引发+--ImportError

#导入模块/对象失败异常名称功能描述IOError输入/输出操作失败OSError操作系统错误WindowsError系统调用失败ImportError导入模块/对象失败LookupError无效数据查询的基类IndexError序列中没有此索引(index)KeyError映射中没有这个键MemoryError内存溢出错误(对于Python解释器不是致命的)NameError未声明/初始化对象(没有属性)UnboundLocalError访问未初始化的本地变量ReferenceError弱引用(Weakreference)试图访问已经垃圾回收了的对象RuntimeError一般的运行时错误NotImplementedError尚未实现的方法3、Python标准异常方法BaseException所有异常的基类SystemExit解释器请求退出KeyboardInterrupt用户中断执行(通常是输入^C)Exception常规错误的基类StopIteration迭代器没有更多的值GeneratorExit生成器(generator)发生异常来通知退出StandardError所有的内建标准异常的基类ArithmeticError所有数值计算错误的基类FloatingPointError浮点计算错误OverflowError数值运算超出最大限制ZeroDivisionError除(或取模)零(所有数据类型)AssertionError断言语句失败AttributeError对象没有这个属性EOFError没有内建输入,到达EOF标记EnvironmentError操作系统错误的基类异常名称描述SyntaxErrorPython语法错误IndentationError缩进错误TabErrorTab和空格混用SystemError一般的解释器系统错误TypeError对类型无效的操作ValueError传入无效的参数UnicodeErrorUnicode相关的错误UnicodeDecodeErrorUnicode解码时的错误UnicodeEncodeErrorUnicode编码时错误UnicodeTranslateErrorUnicode转换时错误Warning警告的基类DeprecationWarning关于被弃用的特征的警告FutureWarning关于构造将来语义会有改变的警告OverflowWarning旧的关于自动提升为长整型(long)的警告PendingDeprecationWarning关于特性将会被废弃的警告RuntimeWarning可疑的运行时行为(runtimebehavior)的警告SyntaxWarning可疑的语法的警告UserWarning用户代码生成的警告说明：异常BaseException是所有内置异常的基类。它不是直接由用户定义的类继承（为此使用Exception）。如果

str()或者unicode()是在这个类的一个实例上被调用，返回实例的参数表示，或者当没有参数时，返回空字符串。Args是给异常构造函数的元组元组。一些内置异常（如IOError）期望一定数量的参数，并为此元组的元素分配特殊含义，而其他异常通常仅使用单个字符串给出错误消息。异常Exception是所有内置的，非系统退出的异常都是从这个类派生出来的。所有用户定义的异常也应该从此类派生。4、标准异常处理结构(

try…except…finally)try

块包含着可能引发异常的代码；except

块则用来捕捉和处理发生的异常；finally不管执行try还是execpt，最后的finally都会被执行。try:

s=eval(input('请输入整数：'))

ls=s*2

print(ls)

except:

print('请输入整数')finally：print

('这里是将字符转换为数值')请输入整数：python请输入整数这里是将字符转换数值结果：try:可能发生异常的语句块exceptException1:处理Exception1错误finally:

语句块

例6标准异常处理出现错误Hello,Howdoyoudo!程序继续运行若不加try。执行到第2句出现错误，会中断程序，加入try语句块执行，发生异常，回到try语句层，寻找后面是否有except语句。找到except语句后，会调用这个自定义的异常处理器。except将异常处理完毕后，程序继续往下执行。except后面也可以为空，表示捕获任何类型的异常。例7简单异常处理结果：s='Hello,Howdoyoudo!'try:

print(s[100])exceptIndexError:

print('出现错误')finally:

print(s)print('程序继续运行')s=[]

try:

foriinrange(1,10,2):

s.append(i)

except:

print('error')

print(s)例8下列程序分别将赋值s=[]和s=‘’结果相同的吗？

s=‘’

try:

foriinrange(1,10,2):

s.append(i)

except:

print('error')

print(s)结果：[1,3,5,7,9]结果：error''finally语句表示，无论异常发生与否，finally中的语句都要执行。但是，由于没有except处理器，finally执行完毕后程序便中断。这种情况下，出现中断程序运行。如果try语句中没有异常，三个print都会执行。出现错误Hello,Howdoyoudo!Traceback(mostrecentcalllast):File"D:\tools\PyCharm\bin\t3.py",line3,in<module>print(s[100])IndexError:stringindexoutofrange例9添加finally异常处理结果：s='Hello,Howdoyoudo!'try:

print(s[100])finally:

print(s)print('程序继续运行')5、多异常处理结构(try....except...else…finally)语法格式：try：语句#判断是否出现异常，若没有异常处理，直接停止执行程序Except异常名称1:#接受异常名称1的参数，并做异常处理

捕捉try中的异常，并根据异常抛出处理信息except异常名称2：#接受异常名称2参数，并做异常处理语句#这里执行异常处理的相关代码，打印输出等else：#如果没有异常则执行else

语句#try部分被正常执行后执行的代码finally：

语句#退出try语句块总会执行的程序捕捉异常可以使用try/except语句，使用try检测语句块中的错误，使用except语句捕获异常信息并处理。若不想在异常发生时结束程序，只需在try里捕获它。try的工作原理：当开始一个try语句后，Python就在当前程序的上下文中作标记，这样当异常出现时就可以回到这里，try子句先执行，接下来会发生什么依赖于执行时是否出现异常。如果当try后的语句执行时发生异常，Python就跳回到try并执行第一个匹配该异常的except子句，异常处理完毕，控制流就通过整个try语句（除非在处理异常时又引发新的异常）。如果在try后的语句里发生了异常，却没有匹配的except子句，异常将被递交到上层的try，或者到程序的最上层（这样将结束程序，并打印默认的出错信息）。如果在try子句执行时没有发生异常，Python将执行else语句后的语句（如果有else的话），然后控制流通过整个try语句。deftry_exception(num):#函数中做异常检测

try:returnint(num)exceptValueError,arg:print(arg,“不是合法数据“)else:

print(“这个是输入的数据“)try_exception('xxx')#输出异常值Invalideliteralforint()withbase10:'xxx'isnotanumber不要在try里写返回值。try-except-else里都是指做某事，而不是处理返回。如果在try里面写返回值，则else部分是不能执行的语句。0作为除数的异常处理try:1/0exceptExceptionase:'''异常的父类，可以捕获所有的异常'''print("0不能做除数")else:'''保护不抛出异常的代码'''print("没有异常")finally:print("最后总是要执行的语句")0不能做除数最后总是要执行的语句例10结果：三、Python中的包为了Python代码进行组织管理，使用包和模块将按照相似功能的代码整理到一起方便统一管理，以提升代码可读性和代码质量，方便在项目中进行协同开发。1、包和模块的定义包(package)：是含有多个Python文件/模块的文件夹，并且文件夹中有一个名称为__init__.py的特殊声明文件，则这个文件夹就是一个包(模块包)，可将大量功能相关的Python模块包含起来统一管理，同样也可被其他模块通过import关键字引入重复使用封装的模块和代码。模块(module)：每个Python文件就是一个模块，每个Python文件中，封装类似功能的变量、函数、类型等，可被其他的Python模块通过import关键字引入重复使用。例如：在工作目录workspace/文件夹中创建了文件test.py，这就是一个工具模块；在demo01/文件夹中，创建了一个文件夹modules/，里面创建一个空文件__init__.py，User1.py，User2.py..，modules就是程序包。2、包和模块的引入语法格式：import包/模块或from包/模块import具体对象import引入的包和模块会自动从当前文件夹中、系统环境变量PythonPATH中、以及系统的sys.path路径中查询是否存在该名称的包/模块，如不存在，就会出现错误信息。引入模块后，即可使用模块中的数据、函数.变量。fromxximport语法方式，主要是针对出现了包结构的Python代码而特定的代码引入方式，首先要非常明确代码的组织结构才能正确使用fromimport语法进行代码的引入和复用，包和模块的相对引入，一定要切记：引入的路径相对当前文件；执行的路径相对于引入的最外层文件夹。模块中包含局部变量和全局变量，被其他模块引入使用的只有当前模块中的全局变量。在package_1文件夹下存在4个模块user1.py，user2.py,__init