Python3快速入门知识点：异常处理、文件操作

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作者：韭白
源自：
https://www.cnblogs.com/shockerli/p/python-study-note.html
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错误和异常

语法错误

SyntaxError 类表示语法错误，当解释器发现代码无法通过语法检查时会触发的错误。语法错误是无法用 try...except... 捕获的。

>>> print:
  File "", line 1
    print:
         ^
SyntaxError: invalid syntax

异常

即便程序的语法是正确的，在运行它的时候，也有可能发生错误。运行时发生的错误被称为异常。
错误信息的前面部分显示了异常发生的上下文，并以调用栈的形式显示具体信息。

>>> 1 + '0'
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in <module>
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'

异常处理

Python 提供了 try ... except ... 的语法结构来捕获和处理异常。

try 语句执行流程大致如下：

st=>start: try 子句
cond_has_error=>condition: 是否有异常
cond_has_else=>condition: 是否有 else 子句
cond_has_finally=>condition: 是否有 finally 子句
io=>inputoutput: verification
op_except=>operation: except 子句处理异常
op_else=>operation: 执行 else 子句
op_finally=>operation: 执行 finally 子句
e=>end: 结束

st->cond_has_error
cond_has_error(yes, right)->op_except->cond_has_else
cond_has_error(no)->cond_has_else
cond_has_else(yes, right)->op_else->cond_has_finally
cond_has_else(no)->cond_has_finally
cond_has_finally(yes, right)->op_finally->e
cond_has_finally(no)->e

• 首先，执行 try 子句（在关键字 try 和关键字 except 之间的语句）

• 如果没有异常发生，忽略 except 子句，try 子句执行后结束。

• 如果在执行 try 子句的过程中发生了异常，那么 try 子句余下的部分将被忽略。如果异常的类型和 except 之后的名称相符，那么对应的 except 子句将被执行。最后执行 try 语句之后的代码。

• 如果一个异常没有与任何的 except 匹配，那么这个异常将会传递给上层的 try 中。

• 一个 try 语句可能包含多个 except 子句，分别来处理不同的特定的异常。

• 最多只有一个 except 子句会被执行。

• 处理程序将只针对对应的 try 子句中的异常进行处理，而不是其他的 try 的处理程序中的异常。

• 一个 except 子句可以同时处理多个异常，这些异常将被放在一个括号里成为一个元组。

• 最后一个 except 子句可以忽略异常的名称，它将被当作通配符使用。可以使用这种方法打印一个错误信息，然后再次把异常抛出。

• try except 语句还有一个可选的 else 子句，如果使用这个子句，那么必须放在所有的 except 子句之后。这个子句将在 try 子句没有发生任何异常的时候执行。

• 异常处理并不仅仅处理那些直接发生在 try 子句中的异常，而且还能处理子句中调用的函数（甚至间接调用的函数）里抛出的异常。

• 不管 try 子句里面有没有发生异常，finally 子句都会执行。

• 如果一个异常在 try 子句里（或者在 except 和 else 子句里）被抛出，而又没有任何的 except 把它截住，那么这个异常会在 finally 子句执行后再次被抛出。

抛出异常

使用 raise 语句抛出一个指定的异常。

raise 唯一的一个参数指定了要被抛出的异常。它必须是一个异常的实例或者是异常的类（也就是 Exception 的子类）。

如果你只想知道这是否抛出了一个异常，并不想去处理它，那么一个简单的 raise 语句就可以再次把它抛出。

自定义异常

可以通过创建一个新的异常类来拥有自己的异常。异常类继承自 Exception 类，可以直接继承，或者间接继承。

当创建一个模块有可能抛出多种不同的异常时，一种通常的做法是为这个包建立一个基础异常类，然后基于这个基础类为不同的错误情况创建不同的子类。

大多数的异常的名字都以"Error"结尾，就跟标准的异常命名一样。

实例

import sys
class Error(Exception):
    """Base class for exceptions in this module."""
    pass

# 自定义异常
class InputError(Error):
    """Exception raised for errors in the input.

    Attributes:
        expression -- input expression in which the error occurred
        message -- explanation of the error
    """

    def __init__(self, expression, message):
        self.expression = expression
        self.message = message

try:
    print('code start running...')

    raise InputError('input()', 'input error')

    # ValueError
    int('a')

    # TypeError
    s = 1 + 'a'

    dit = {'name': 'john'}
    # KeyError
    print(dit['1'])
except InputError as ex:
    print("InputError:", ex.message)
except TypeError as ex:
    print('TypeError:'




    
, ex.args)
    pass
except (KeyError, IndexError) as ex:
    """支持同时处理多个异常, 用括号放到元组里"""
    print(sys.exc_info())
except:
    """捕获其他未指定的异常"""
    print("Unexpected error:", sys.exc_info()[0])
    # raise 用于抛出异常
    raise RuntimeError('RuntimeError')
else:
    """当无任何异常时, 会执行 else 子句"""
    print('"else" 子句...')
finally:
    """无论有无异常, 均会执行 finally"""
    print('finally, ending')

文件操作

打开文件

open() 函数用于打开/创建一个文件，并返回一个 file 对象：

open(filename, mode)

• filename：包含了你要访问的文件名称的字符串值

• mode：决定了打开文件的模式：只读，写入，追加等

文件打开模式：

文件对象方法

• fileObject.close()

  close() 方法用于关闭一个已打开的文件。关闭后的文件不能再进行读写操作，否则会触发 ValueError 错误。 close() 方法允许调用多次。

  当 file 对象，被引用到操作另外一个文件时，Python 会自动关闭之前的 file 对象。 使用 close() 方法关闭文件是一个好的习惯。

• fileObject.flush()

  flush() 方法是用来刷新缓冲区的，即将缓冲区中的数据立刻写入文件，同时清空缓冲区，不需要是被动的等待输出缓冲区写入。

  一般情况下，文件关闭后会自动刷新缓冲区，但有时你需要在关闭前刷新它，这时就可以使用 flush() 方法。

• fileObject.fileno()

  fileno() 方法返回一个整型的文件描述符(file descriptor FD 整型)，可用于底层操作系统的 I/O 操作。

• fileObject.isatty()

  isatty() 方法检测文件是否连接到一个终端设备，如果是返回 True，否则返回 False。

• next(iterator[,default])

  Python 3 中的 File 对象不支持 next() 方法。 Python 3 的内置函数 next() 通过迭代器调用 __next__() 方法返回下一项。在循环中， next() 函数会在每次循环中调用，该方法返回文件的下一行，如果到达结尾(EOF)，则触发 StopIteration。

• fileObject.read()

  read() 方法用于从文件读取指定的字节数，如果未给定或为负则读取所有。

• fileObject.readline()

  readline() 方法用于从文件读取整行，包括 "\n" 字符。如果指定了一个非负数的参数，则返回指定大小的字节数，包括 "\n" 字符。

• fileObject.readlines()

  readlines() 方法用于读取所有行(直到结束符 EOF)并返回列表，该列表可以由 Python 的 for... in ... 结构进行处理。如果碰到结束符 EOF，则返回空字符串。

• fileObject.seek(offset[, whence])

  seek() 方法用于移动文件读取指针到指定位置。

  whence 的值, 如果是 0 表示开头, 如果是 1 表示当前位置, 2 表示文件的结尾。whence 值为默认为0，即文件开头。例如：

  seek(x, 0) ：从起始位置即文件首行首字符开始移动 x 个字符

  seek(x, 1) ：表示从当前位置往后移动 x 个字符

  seek(-x, 2) ：表示从文件的结尾往前移动 x 个字符

• fileObject.tell(offset[, whence])

  tell() 方法返回文件的当前位置，即文件指针当前位置。

• fileObject.truncate([size])

  truncate() 方法用于从文件的首行首字符开始截断，截断文件为 size 个字符，无 size 表示从当前位置截断；截断之后 V 后面的所有字符被删除，其中 Widnows 系统下的换行代表2个字符大小。

• fileObject.write([str])

  write() 方法用于向文件中写入指定字符串。

  在文件关闭前或缓冲区刷新前，字符串内容存储在缓冲区中，这时你在文件中是看不到写入的内容的。

  如果文件打开模式带 b，那写入文件内容时，str (参数)要用 encode 方法转为 bytes 形式，否则报错： TypeError: a bytes-like object is required, not 'str' 。

• fileObject.writelines([str])

  writelines() 方法用于向文件中写入一序列的字符串。这一序列字符串可以是由迭代对象产生的，如一个字符串列表。换行需要指定换行符 \n 。

实例

filename = 'data.log'

# 打开文件(a+ 追加读写模式)
# 用 with 关键字的方式打开文件，会自动关闭文件资源
with open(filename, 'w+', encoding='utf-8') as file:
    print('文件名称: {}'.format(file.name))
    print('文件编码: {}'.format(file.encoding))
    print('文件打开模式: {}'.format(file.mode))
    print('文件是否可读: {}'.format(file.readable()))
    print('文件是否可写: {}'.format(file.writable()))

    print('此时文件指针位置为: {}'.format(file.tell()))

    # 写入内容
    num = file.write("第一行内容\n")
    print('写入文件 {} 个字符'.format(num))

    # 文件指针在文件尾部，故无内容
    print(file.readline(), file.tell())

    # 改变文件指针到文件头部
    file.seek(0)

    # 改变文件指针后，读取到第一行内容
    print(file.readline(), file.tell())

    # 但文件指针的改变，却不会影响到写入的位置
    file.write('第二次写入的内容\n')

    # 文件指针又回到了文件尾
    print(file.readline(), file.tell())

    # file.read() 从当前文件指针位置读取指定长度的字符
    file.seek(0)
    print(file.read(9))

    # 按行分割文件，返回字符串列表
    file.seek(0)
    print(file.readlines())

    # 迭代文件对象，一行一个元素
    file.seek(0)
    for line in file:
        print(line, end='')

# 关闭文件资源
if not file.closed:
    file.close()

输出：

文件名称: data.log
文件编码: utf-8
文件打开模式: w+
文件是否可读: True
文件是否可写: True
此时文件指针位置为: 0
写入文件 6 个字符
 16
第一行内容
 16
 41
第一行内容
第二次
['第一行内容\n', '第二次写入的内容\n']
第一行内容
第二次写入的内容

序列化

在 Python 中 pickle 模块实现对数据的序列化和反序列化。pickle 支持任何数据类型，包括内置数据类型、函数、类、对象等。

方法

dump

将数据对象序列化后写入文件

pickle.dump(obj, file, protocol=None, fix_imports=True)

必填参数 obj 表示将要封装的对象。
必填参数 file 表示 obj 要写入的文件对象，file 必须以二进制可写模式打开，即 wb 。
可选参数 protocol 表示告知 pickle 使用的协议，支持的协议有 0,1,2,3，默认的协议是添加在 Python 3 中的协议3。

load

从文件中读取内容并反序列化

pickle.load(file, fix_imports=True, encoding='ASCII'