python编程-第十节-文件操作与异常处理-001

第10节：文件操作与异常处理 – 让程序更”抗揍”的艺术

从菜鸟到大神的必经之路

恭喜你！

现在你已经掌握了Python编程的基本功，就像学会了骑自行车一样简单。

但要想成为真正的编程高手，我们得给你的程序装上”防撞气囊”和”记忆芯片”。

本节将带你探索：
– 📁 文件操作：让你的程序变身”数据饕餮”，轻松吞下海量数据
– 🚨 异常处理：程序界的”防弹衣”，面对各种意外都能优雅应对
– 🧩 JSON魔法：让数据在程序关闭后还能”死而复生”

想象一下，你的程序不仅能记住用户上次的操作，还能在遇到错误时优雅地”打个嗝”继续工作，而不是直接”口吐白沫”崩溃掉。

这就是本节要教你的超能力！

10.1 文件读取 – 程序界的”开卷考试”

文本文件能存储从《战争与和平》到你家猫咪的体重记录等各种信息。

学会读取文件，你的程序就能从”单机游戏”升级为”网络游戏”。

10.1.1 一口吞下整个文件

让我们从一个美味的π开始（别担心，这个π不会让你发胖）。

创建一个名为pi_digits.txt的文件，内容如下：

3.1415926535
 8979323846
 2643383279

现在，让我们用Python的”大嘴怪”模式一口吃掉整个文件：

from pathlib import Path

path = Path('pi_digits.txt')  # 给文件发个"定位器"
contents = path.read_text()   # 啊呜一口全吃掉
print(contents)               # 吐出来看看

运行这段代码，你会发现输出比原文件多了一个空行，就像吃完饭后打了个饱嗝。

这是因为read_text()方法在文件末尾偷偷加了个”饱嗝符”。

要去掉这个”饱嗝符”，我们可以用rstrip()方法给程序”拍拍背”：

contents = path.read_text().rstrip()  # 连招：读取+拍背

这种连续调用方法的技巧叫做”方法链”，就像吃薯条时连续蘸番茄酱一样自然流畅。

小贴士：文件路径的”寻宝游戏”

– 如果文件不在当前目录，你需要提供完整路径，就像给快递员详细地址一样
– VS Code用户注意：编辑器只在最近打开的文件夹中”寻宝”，记得先打开正确的文件夹
– Windows用户：路径要用反斜杠或原始字符串，比如`Path(r'C: emppi.txt')`

现在你的程序已经学会”吃东西”了，接下来我们会教它更优雅的”用餐礼仪”（逐行读取）和”食物中毒”时的应急处理（异常捕获）。敬请期待！

10.1.2 文件路径的两种打开方式：相对与绝对

想象一下你是个路痴程序员（别担心，我们都有这种时候），现在要告诉Python去哪里找文件。

这时候你有两个选择：

相对路径和绝对路径，就像用”我家隔壁的便利店”和”北京市朝阳区某某路某某号”两种方式指路一样。

相对路径：程序员的快捷方式
相对路径就像说”去我文档里的下载文件夹”——它总是从当前程序所在的位置开始算起。

比如你的程序住在D:/code/python_work，而你要找的文件在它的text_files子文件夹里，你可以这样写：

from pathlib import Path
path = Path('text_files/secret_recipe.txt')  # 就像说"去我隔壁房间拿"

但要注意！

如果你把程序搬家了，这个相对关系就会乱套——就像把”我家隔壁”这个参照物搬走了一样。

绝对路径：精确到毫米的导航
绝对路径就像GPS坐标，从系统根目录开始一路指到文件家门口：

path = Path('/Users/yourname/code/python_work/text_files/secret_recipe.txt')

这种写法虽然啰嗦，但永远准确，适合那些”我不管程序在哪，我就要这个文件！”的场合。

10.1.3 文件内容的”拆快递”艺术

拿到文件后，我们经常要像拆快递一样逐行检查内容。

Python给了我们一个超好用的拆箱工具——splitlines()方法：

from pathlib import Path

# 第一步：签收快递（读取文件）
file_content = Path('shopping_list.txt').read_text()

# 第二步：拆包装（按行分割）
items = file_content.splitlines()  # 现在每行都变成列表中的一个元素

# 第三步：逐件检查
for item in items:
    if "特价" in item:  # 发现特价商品！
        print(f"捡到宝啦：{item}")
    else:
        print(f"普通商品：{item}")

输出可能长这样：

普通商品：1. 有机苹果 ￥15
捡到宝啦：2. 特价牛排 ￥39（原价￥88）
普通商品：3. 进口牛奶 ￥12

小贴士：
– 斜杠(/)在代码里永远是对的，Pathlib会自动处理成Windows能懂的反斜杠()
– 处理大文件时，逐行读取更省内存（不过这是另一个故事了）
– 记得检查文件是否存在，否则会收获一个FileNotFoundError”惊喜”

现在你不仅知道怎么找文件，还学会了怎么”拆箱”检查内容了！

下次遇到文件操作，就像拆快递一样愉快地开始吧~

10.1.4 玩转文件内容：当代码遇上圆周率

各位代码魔法师们，今天我们要来场文件内容的”变形记”！

想象一下，你手里握着的不是普通的文本文件，而是一串神秘的数字密码——没错，就是那个让无数数学家着迷的圆周率π！

文件读取的魔法时刻

首先，让我们召唤Python的Pathlib神器，把π的数字从文件里”变”出来：

from pathlib import Path

# 施法开始！
pi_file = Path('pi_digits.txt')  # 找到藏宝图
pi_content = pi_file.read_text()  # 打开宝箱
lines = pi_content.splitlines()  # 把宝物分类放好

字符串拼接大法

现在，我们要把这些分散的数字碎片拼成完整的π项链：

pi_necklace = ''  # 准备空项链

# 开始串珠子啦！
for bead in lines:
    pi_necklace += bead  # 一颗一颗串起来

print("原始π项链:", pi_necklace)
print("项链长度:", len(pi_necklace))

运行后会看到：

3.1415926535 8979323846 2643383279
36

等等！

36颗珠子？

怎么比实际数字多？

啊哈，原来每行前面偷偷藏着空格小精灵！

空格大扫除

让我们召唤`.lstrip()`清洁工来个大扫除：

pi_necklace = ''  # 换条新项链

for bead in lines:
    pi_necklace += bead.lstrip()  # 先打扫再串珠

print("精修版π项链:", pi_necklace)
print("真实长度:", len(pi_necklace))

现在终于得到纯净版π：

3.14159265358979323846264338279
32

数据类型小贴士

⚠️ 重要警报！

Python读取文件时会把所有内容都当作字符串处理。

想玩数学游戏？

记得先”变形”：

– 整数变形术：`int()`
– 浮点数变形术：`float()`

脑洞大开时间

学会了这招，你还能：

1. 把莎士比亚全集变成一句话（虽然会很长…）
2. 拼接所有程序员的咖啡订单（”美式拿铁摩卡…”）
3. 把你的购物清单变成神秘代码

记住，文件操作就像玩积木，拼接只是开始，后面还有更多有趣的玩法等着你去发现！

现在，快去用代码创造你的字符串艺术品吧！

10.1.5 百万位圆周率的奇妙冒险

谁说数字不能玩出花样？

让我们来挑战一个包含100万位圆周率的超大文件！

虽然前面我们都在玩转三行小文件，但Python可不会因为文件变大就认怂。

想象一下，你手里有个装着百万位圆周率的文本文件（别担心，这文件不会真的有一百万页那么厚）。

Python处理这种大文件就像吃饼干一样轻松：

from pathlib import Path

# 打开我们的"数字宝箱"
pi_file = Path('pi_million_digits.txt')
# 读取所有数字
pi_content = pi_file.read_text()
# 整理成漂亮的一行
clean_pi = ''.join(line.strip() for line in pi_content.splitlines())

# 展示前50位，毕竟谁想看一百万位数字刷屏呢？
print(f"圆周率前50位：{clean_pi[:52]}...")
print(f"总位数（包括小数点）：{len(clean_pi)}")

运行结果会告诉你：

3.14159265358979323846264338327950288419716939937510...
1000002

Python的内存处理能力简直就像个无底洞——只要你的电脑内存够大，它就能吞下更多数据！

不过友情提示：

要玩这个游戏，记得先下载配套的百万位圆周率文件哦。

10.1.6 你的生日藏在π里吗？

现在来玩个更有趣的游戏：

你的生日可能在圆周率的前100万位里藏着呢！

这就像在数字海洋中寻宝一样刺激。

# 接着上面的代码
birthday = input("输入你的生日吧（格式：月日年，如120372）：")
if birthday in clean_pi:
    print("哇！你的生日出现在圆周率里啦！")
else:
    print("很遗憾，你的生日没在前100万位圆周率中出现...")

运行示例：

输入你的生日吧（格式：月日年，如120372）：120372
哇！你的生日出现在圆周率里啦！

（偷偷告诉你，我的生日也在里面！）

这个程序证明了一点：

只要数据在手，Python就能帮你找出各种有趣的模式。

下次聚会时，这绝对是个炫技的好话题！

Python学习者的欢乐编程三部曲 🐍✨

练习 10.1：Python技能大放送

嘿，Python新手们！

让我们来玩个有趣的游戏——创建你的Python技能清单！

打开你最喜欢的代码编辑器（VSCode、PyCharm或者记事本都行，我们不挑食），新建一个名为”learning_python.txt”的文件。

现在，发挥你的创意，用”In Python you can…”开头写几行你学到的酷炫Python技能。

比如：

In Python you can make computers do your homework (almost)
In Python you can print("Hello World") and feel like a hacker
In Python you can create lists that put your grocery list to shame

保存好后，让我们写个小程序来炫耀你的成果！

第一次，我们直接读取整个文件内容；

第二次，我们把每行存到列表里再逐行展示。

双倍快乐！

练习 10.2：语言变形记

Python太简单？

想试试C语言的硬核魅力？

让我们玩个文字魔术！

用Python的replace()方法，我们可以把你的学习笔记瞬间变成C语言教程（假装是）。

就像变魔术一样：

magic = "I love Python's simplicity"
print(magic.replace('Python', 'C'))  # 见证奇迹！

现在，读取你刚才创建的”learning_python.txt”，把所有的”Python”都替换成”C”（或者其他你正在学的语言）。

看着你的学习笔记瞬间变身，是不是很有成就感？

练习 10.3：代码瘦身计划

程序员最爱的两件事：

写代码和…删代码！

让我们给你的程序来个”极简主义”改造。

原本你可能这样写：

contents = file.read()
lines = contents.splitlines()  # 这个临时变量有点多余
for line in lines:
    print(line)

现在，直接砍掉中间商赚差价：

for line in file.read().splitlines():  # 一行搞定！
    print(line)

记住：

最好的代码不是写得最多的，而是写得最聪明的！

（当然，不能聪明到6个月后自己也看不懂）

现在，去享受你的编程之旅吧！

记住，每个Python大师都是从”Hello World”开始的，而你，已经在这条路上飞奔啦！ 🚀