Python计算思维训练——⽂件操作与异常处理
第1关：从⽂件中读取数据：信息时代已经到来
任务描述
我们现在⽣活在信息爆炸的时代，计算机中⽂本⽂件可存储的数据量多得难以置信，我们可以把各种信息都存储在⽂本⽂件中。每当我们需要利⽤程序去修改或分析存储在⽂本⽂件中的信息时，就必须先正确地读取⽂件。
要⽤ Python 程序去修改或分析⽂本⽂件中的信息，⾸先需要将⽂本⽂件中的信息读取到内存中。我们既可以将⽂本⽂件中的内容⼀次性读取，也可以按每次⼀⾏的⽅法逐⾏读取。
本关的⽬标就是让学习者了解并掌握利⽤ Python ⼯具从⽂件中读取数据的相关知识。
相关知识
读取整个⽂件
⼀般我们读取的⽂件和编写的 Python ⽂件位于同⼀⽬录下，例如在当前⽬录下我们已经创建了要处理的⽂件 ，⾥⾯包含的内容为：
Hello,world!
Hello,Python!
Hello,my brothers.
我们运⾏在同⼀⽬录下的 Python ⽂件 test.py ，代码如下：
with open(‘’) as file_object:
contents = ad()
print(contents)
程序运⾏结果：
Hello,world!
Hello,Python!
Hello,my brothers.
test.py ⽂件中的第⼀⾏代码中有函数open()，⽤于打开⽂件，这是我们处理⽂件的第⼀步。函数open()中的参数’’就是要打开的⽂件。函数open()返回的是打开⽂件的对象，第⼀⾏代码就是把⽂本⽂件 打开，并将其对象保存在file_object变量中。
关键字with的功能是在不再需要访问⽂件后⾃动将⽂件关闭。所以我们在这⾥只是open()打开了⽂件，但是没有加⼊close()代码关闭⽂件，因为 Python 会在处理⽂件之后⾃动将⽂件关闭。
test.py ⽂件中的第⼆⾏代码是使⽤read()⽅法读取⽂本⽂件 的全部内容，并将内容保存在字符串变量contents中，然后通过print()将结果都输出。
如果我们要处理的⽂本⽂件和 Python 程序⽂件不在同⼀⽬录下，那么我们就要在open()函数中传⼊⽂本⽂件的绝对路径。
逐⾏读取
我们也可以将⽂本⽂件中的数据进⾏逐⾏读取，我们要处理的⽂本⽂件还是上⾯的 ，这时我们可以逐⾏将 的内容输出，代码如下：
with open(‘’) as file_object:
for line in file_object:
print(line)
输出结果：
Hello,world!
Hello,Python!
Hello,my brothers.
我们会发现输出结果中每⼀⾏内容后⾯都多了⼀个空⾏，这时因为在⽂件中每⼀⾏的末尾都会有⼀个换⾏符，⽽每条print()语句也会加上⼀个换⾏符，所以每⾏末尾都有两个换⾏符，所以输出之后就会多⼀个空⾏。
我们可以采取rstrip()⽅法消除空⾏，代码如下：
with open(‘’) as file_object:
for line in file_object:
print(line.rstrip())
这时输出的结果中就没有多余的空⾏了：
Hello,world!
Hello,Python!
Hello,my brothers.
创建⼀个包含⽂件各⾏内容的列表
在上⽂中，函数open()返回的对象只在with代码块内可⽤，但是我们想在with代码块之外的位置使⽤，这就需要在with代码块内创建⼀个包含⽂本⽂件 各⾏内容的列表。例如：
with open(‘’) as file_object:
with open(‘’) as file_object:
lines = adlines()
上述代码中readlines()⽅法就是从⽂本⽂件 中依次读取每⼀⾏，并保存在lines列表中。
如果您想了解更多有关读取⽂本⽂件信息的相关知识，请参考: 【美】Eric Matthes 著《 Python 编程——从⼊门到实践》第⼗章 。编程要求
本关的编程任务是补全 src/Step1/test1.py ⽂件的代码，实现相应的功能。具体要求如下：
补充代码，功能是输出⽂本⽂件 的前n⾏信息，⽂本⽂件 和测试代码在同⼀⽬录下,n由输⼊指定；
要求：输出的前n⾏信息中间不能有空⾏。
本关涉及的代码⽂件 src/Step1/test1.py 的代码框架如下：
#coding=utf-8
#输⼊n
n = int(input())
with open('src/') as file_object:
lines = adlines()
# 请在此添加代码，实现编程要求
#********** Begin *********#
#********** End **********#
测试说明
本关的测试⽂件是 src/Step1/test1.py ，测试过程如下：
平台⾃动编译⽣成 ；
平台运⾏ ，并以标准输⼊⽅式提供测试输⼊；
平台获取 输出，并将其输出与预期输出对⽐。如果⼀致则测试通过，否则测试失败。
以下是平台对 src/Step1/test1.py 的样例测试集：
测试输⼊：
1
预期输出：
Hello,world!
测试输⼊：
2
预期输出：
Hello,world!
Hello,Python!
测试输⼊：
3
预期输出：
Hello,world!
Hello,Python!
Hello,my brothers.
开始你的任务吧，祝你成功！
参考代码：
#coding=utf-8
#输⼊n
n = int(input())
# 请在此添加代码，实现编程要求
#********** Begin *********#
with open('src/') as file_object:
lines = adlines()
i=0
for line in lines:
print(line.rstrip())
i=i+1
if i==n:
break
#********** End **********#
第2关：将信息写⼊⽂件：会读会写⽅为正道
任务描述
在上⼀关中，我们学习了 Python 中读取⽂本⽂件中的数据信息等相关知识，与之对应的就是将信息写⼊⽂本⽂件中。我们既可以利⽤Python ⼯具将信息写⼊空的⽂本⽂件，也可以将信息添加到已经存在的⽂本⽂件中去。
本关⽬标是让学习者了解并掌握在 Python 中将信息写⼊到⽂本⽂件中的相关知识。
相关知识
写⼊空⽂件
要将信息写⼊⽂本⽂件中，我们依然⽤open()⽅法，只不过除了将⽂本⽂件名当作参数传⼊函数open()中去之外，还需要再传⼊写参数w，例如下⾯这个 Python 的程序 test2.py ：
with open(‘’,‘w’) as example:
example.write(‘Hello world!’)
程序运⾏结果就是在 test2.py ⽂件所在⽬录⽣成了⼀个名为 的⽂本⽂件，⽂本⽂件中的内容为：
Hello world!
在这个例⼦中，调⽤函数open()，传⼊两个参数，⼀个是我们要创建的⽂件名，还有⼀个就是参数w，代表的是写⼊命令。
我们也可以往 中传⼊多⾏信息，例如：
with open(‘’,‘w’) as example:
example.write(‘Hello world!\n’)
example.write(‘Hello python!\n’)
该段程序中第⼆⾏write()函数中还加⼊了换⾏符\n，这样就可以将加⼊的消息分⾏了。
程序运⾏之后⽣成的 的内容为：
Hello world!
Hello python!
附加到⽂件尾
我们要注意的是，使⽤w命令打开⼀个待写⼊的⽂本⽂件时，如果该⽂本⽂件原来已经存在了，Python 将会在写⼊内容前将⽂本⽂件中原来的内容全部清空。所以我们如果要在已经存在的⽂本⽂件中添加信息内容，⽽不是将原来的信息内容都清除，就要采取附加模式打开⽂件。
我们⽤附加模式打开⽂件时，Python 会将我们写⼊的数据直接加⼊到⽂本⽂件原有信息的末尾，如果指定的⽂本⽂件不存在，才会新建⼀个⽂本⽂件。
例如现在已经存在了⽂本⽂件 ，⾥⾯的内容为：
Hello world!
Hello python!
我们现在想在⽂本⽂件 中再加⼊两句话：
Hello my brothers!
Hello my sisters!
实现代码如下：
with open(‘’,‘a’) as example:
python怎么读取py文件
example.write(‘Hello my brothers!\n’)
example.write(‘Hello my sisters!\n’)
我们在函数open()中传⼊了参数a，告诉 Python 程序我们是将信息加⼊到⽂本⽂件的末尾，⽽不是覆盖⽂件。
程序运⾏之后，⽂本⽂件 中的内容变为：
Hello world!
Hello python!
Hello my brothers!
Hello my sisters!
如果您想了解更多有关⽂本⽂件信息写⼊的相关知识，请参考: 【美】Eric Matthes 著《 Python 编程——从⼊门到实践》第⼗章 。
编程要求
本关的编程任务是补全 src/Step2/test2.py ⽂件的代码，实现相应的功能。具体要求如下：
补充代码，功能是将通过input()输⼊的信息传⼊⽂本⽂件 中，⽂本⽂件 和测试代码
在同⼀⽬录下；
要求：将输⼊信息覆盖原⽂本⽂件 中的内容。
本关涉及的代码⽂件 src/Step2/test2.py 的代码框架如下：
#coding=utf-8
#输⼊字符串
s = input()
# 请在此添加代码，将字符串 s 输⼊到 中
#********** Begin *********#
#********** End **********#
#输出中的内容
with open('src/') as file_object:
lines = adlines()
for line in lines:
print(line.rstrip())
测试说明
本关的测试⽂件是 src/Step2/test2.py ，测试过程如下：
平台⾃动编译⽣成 ；
平台运⾏ ，并以标准输⼊⽅式提供测试输⼊；
平台获取 输出，并将其输出与预期输出对⽐。如果⼀致则测试通过，否则测试失败。以下是平台对 src/Step2/test2.py 的样例测试集：
测试输⼊：
Hello,world!
测试输出：
Hello,world!
测试输⼊：
Hello,Python!
测试输出：
Hello,Python!
测试输⼊：
Hello,my brothers.
测试输出：
Hello,my brothers.
开始你的任务吧，祝你成功！
参考代码：
#coding=utf-8
#输⼊字符串
s = input()
# 请在此添加代码，将字符串s输⼊到中
#********** Begin *********#
with open('src/','w') as example:
example.write(s)
#********** End **********#
#输出中的内容
with open('src/') as file_object:
lines = adlines()
for line in lines:
print(line.rstrip())
第3关：异常处理：敢于在错误⾯前吭声
任务描述
当 Python 程序在运⾏过程中出现错误时，都会创建⼀个异常对象，如果我们编写了处理异常和错误的代码，程序将继续运⾏。如果我们没有对异常和错误进⾏处理，程序就会停⽌，显⽰⼀个t\fraceback，其中包含有关异常和错误的报告。
所以我们要主动编写异常处理的代码，要敢于在错误⾯前吭声，这样程序报错时就会显⽰我们⾃⼰编写的友好的错误信息，⽽不是让⼈困惑的t\fraceback。
本关⽬标就是让学习者了解并掌握 Python 异常处理的相关知识。
相关知识
使⽤try-except代码块处理异常
我们⼀般使⽤try-except代码块处理异常，try-except代码块让 Python 程序在遇到错误时执⾏指定的操作，⽽不是产⽣t\fraceback。
例如，我们编写如下程序：
try:
print(2/0)
except:
print("We can't divide by zero!")
程序运⾏结果：
We can’t divide by zero!
我们将 print(2/0)语句放在了try代码块中，很显然这是⼀个错误语句，因为 0 不能当除数。try-except代码块的作⽤就是当try代码块中的程序代码运⾏没有错误，则跳过except代码块；反之如果try代码块中的程序代码运⾏出现错误，则运⾏except代码块中的内容，⼀般except代码块中的内容都是输出错误信息。
如果except代码块后⾯还有其他代码，程序将继续运⾏，因为 Python 已经在程序报错后执⾏了except代码块中的内容，告诉了错误信息，所以可以继续运⾏程序。
通过raise显式抛出异常信息
除了系统⾃动抛出异常外，程序员也可以通过 Python 的raise显式抛出⾃⼰的包含特定信息的异常。⼀旦执⾏了raise语句，raise之后的语句将不能执⾏。
def read_C():
try:
C = float(sys.argv[1])
except ValueError:
raise ValueError('Degrees must be number, not "%s"' % sys.argv[1])
if C < -273.15:
raise ValueError('C=%g is a non-physical value!' % C)
return C

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