文件操作与异常处理
1. 引言
在编程中，文件操作和异常处理是两个非常重要的概念。文件操作允许我们读取和写入文件，从而持久化数据或从外部资源获取信息。异常处理则帮助我们在程序运行过程中处理可能出现的错误，确保程序的健壮性和稳定性。本章将详细介绍如何在Python中进行文件操作，以及如何使用异常处理机制来应对潜在的错误。
2. 核心概念讲解
2.1 文件操作基础
2.1.1 打开文件
在Python中，我们使用open()函数来打开文件。open()函数的基本语法如下：
file = open(‘filename’, ‘mode’)
filename：文件的路径和名称。mode：文件的打开模式，常见的模式有：'r'：只读模式（默认）。'w'：写入模式，会覆盖文件内容。'a'：追加模式，在文件末尾添加内容。'b'：二进制模式，通常与其他模式结合使用，如'rb'或'wb'。
2.1.2 读取文件
打开文件后，我们可以使用read()、readline()或readlines()方法来读取文件内容。
read()：读取整个文件内容。readline()：读取文件的一行。readlines()：读取文件的所有行，返回一个列表。
file = open(‘example.txt’, ‘r’)
content = file.read()
print(content)
file.close()
2.1.3 写入文件
使用write()方法可以向文件中写入内容。需要注意的是，在写入模式下，文件内容会被覆盖；在追加模式下，内容会被添加到文件末尾。
file = open(‘example.txt’, ‘w’)
file.write(‘Hello, World!’)
file.close()
2.1.4 关闭文件
完成文件操作后，务必使用close()方法关闭文件，以释放系统资源。
file.close()
2.2 异常处理
2.2.1 异常处理的基本结构
在Python中，我们使用try、except、finally块来处理异常。
try:
可能引发异常的代码
file = open(‘example.txt’, ‘r’)
content = file.read()
print(content)
except FileNotFoundError:
处理文件未找到的异常
print(‘文件未找到’)
finally:
无论是否发生异常，都会执行的代码
file.close()
2.2.2 常见的异常类型
FileNotFoundError：文件未找到。IOError：输入输出错误。ValueError：值错误，通常发生在类型转换时。TypeError：类型错误，通常发生在操作不兼容的类型时。
2.2.3 捕获多个异常
我们可以使用多个except块来捕获不同类型的异常。
try:
file = open(‘example.txt’, ‘r’)
content = file.read()
print(content)
except FileNotFoundError:
print(‘文件未找到’)
except IOError:
print(‘输入输出错误’)
finally:
file.close()
3. 实例和练习
3.1 实例：读取并显示文件内容
try:
file = open(‘example.txt’, ‘r’)
content = file.read()
print(content)
except FileNotFoundError:
print(‘文件未找到’)
finally:
file.close()
3.2 实例：写入文件并处理异常
try:
file = open(‘example.txt’, ‘w’)
file.write(‘Hello, World!’)
except IOError:
print(‘输入输出错误’)
finally:
file.close()
3.3 练习
- 编写一个程序，读取一个文本文件并统计其中的单词数量。
- 编写一个程序，向文件中追加内容，并确保在文件不存在时创建新文件。
- 修改上述程序，添加异常处理机制，确保程序在遇到错误时不会崩溃。
4. 总结
本章介绍了文件操作和异常处理的基本概念。我们学习了如何打开、读取、写入和关闭文件，以及如何使用try、except、finally块来处理异常。通过实例和练习，我们巩固了这些知识，并学会了如何在实际编程中应用它们。掌握这些技能将有助于你编写更加健壮和可靠的程序。