Python學習手冊之Python異常和檔案
在上一篇文章中，我們介紹了 Python 的函式和模組，現在我們介紹 Python 中的異常和檔案。
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異常和檔案
異常
異常也叫例外。在之前的幾篇文章中，你已經看到過異常。當程式執行錯誤是出現，比如不正確的呼叫和程式碼不規範等。當你的程式出現意外情況是就會發生異常並終止執行。
下面程式碼用 5 除以 0 產生 ZeroDivisionError 異常。
num1 = 5
num2 = 0
print(num1/num2)
執行結果：
>>>
ZeroDivisionError: division by zero
不同的原因產生不同的異常，一般有：
ImportError：引入模組錯誤，通常是模組不存在。
IndexError：讀取列表超出索引範圍。
NameError：使用未宣告的變數。
SyntaxError：程式碼語法錯誤。
TypeError：當操作或函式處理不合適型別。
ValueError：內建操作或函式，接收到型別正確，但值不正確。
Python 還有其他幾個內建的異常，比如 ZeroDivisionError 和 OSError。第三方庫也經常定義自己的異常。
異常處理
我們使用 try/except 語句捕捉程式執行時產生的異常。
try 塊用來包含可能產生異常的程式碼塊。如果產生異常 try
try:
num1 = 5
num2 = 0
print(num1/num2)
print("Done!")
except ZeroDivisionError:
print("Has a error")
print("due to zero division")
執行結果：
>>>
Has a error
due to zero division
>>>
上面的例子裡 except 語句定義了 ZeroDivisionError
try 語句可以擁有多個 except 定義語句來處理異常。多個異常也可以使用一個 except 塊來捕捉。
try:
var = 5
print(var + "string!")
print(var/2)
except ZeroDivisionError:
print("Divided by zero!")
except (ValueError,TypeError):
print("Has a error!")
執行結果：
>>>
Has a error!
>>>
except 語句如果沒有申明要鋪獲的異常，將捕獲所有的異常。我們應該謹慎地使用這種異常處理方式，它雖然捕獲了意外錯誤但是卻把程式設計錯誤隱藏了。
try:
var = 5
print(var + "string!")
print(var/2)
except:
print("An error occurred")
執行結果：
>>>
An error occurred
>>>
這種異常處理方式通常用在處理使用者輸入。
finally 語句
假設你正在讀取一份檔案。你應該確保檔案物件被正確關閉，無論是否會發生異常。
為了確保程式碼最終能夠執行不論是否有異常發生，我們可以使用 finally 語句。finally 放在 try/except 語句的後面。
try:
str = "Hello"
var = 5
print(str)
print(var/0)
except ZeroDivisionError:
print("Divided by zero")
finally:
print("This code will run no matter what")
執行結果：
>>>
Hello
Divided by zero
This code will run no matter what
>>>
下面程式碼會輸出什麼？
try:
print(1)
except:
print("a")
finally:
print("Hello")
執行結果：
>>>
1
Hello
>>>
finally 語句最終會被執行不管前面的異常到沒有捕捉到，包括在 except 語句裡產生的異常。
try:
print(1)
print(5/0)
except ZeroDivisionError:
print(Error_var)
finally:
print("This is executed last!")
執行結果：
>>>
1
This is executed last!
ZeroDivisionError: division by zero
During handling of the above exception, another exception occurred:
NameError: name 'Error_var' is not defined
>>>
丟擲異常
使用 raise 語句丟擲一個異常
print(1)
raise ZeroDivisionError
print(5)
執行結果：
>>>
1
ZeroDivisionError
>>>
你需要宣告你要丟擲的例外名稱。
丟擲的異常可以用引數來指出這是什麼錯誤。
age = 12
raise TypeError("Invalid type!")
執行結果：
>>>
TypeError("Invalid type!")
>>>
在 except 塊裡，raise 語句可以不用宣告異常的名稱重新丟擲捕捉到的異常。
try:
num= 5/0
except:
print("Has a error")
raise
執行結果：
>>>
ZeroDivisionError: division by zero
Has a error
>>>
斷言
Python 的斷言就是檢測一個條件。如果條件為真，它什麼都不做，條件為假會觸發一個錯誤資訊。
斷言可以開啟或關閉。斷言使用 assert 語句宣告。
print(1)
assert 1 + 2 == 3
print("Yes")
assert 1 + 1 == 0
print("Yes")
執行結果：
>>>
1
Yes
AssertionError
>>>
程式設計師通常在函式的開頭放置斷言以檢查有效的輸入，在函式呼叫之後放置斷言以檢查有效的輸出。
斷言可以在執行是通過新增 -O 或 -OO 選項來關閉。
下面程式碼打印出來什麼？
print(1)
assert 1 != 2
print(2)
assert True
print(3)
assert False
print(4)
assert 1 + 1 == 2
print(5)
執行結果：
>>>
1
2
3
AssertionError
>>>
斷言的第二個引數可以用來給 AssertionError 做引數。
num = 5
assert (num <= 0),"The num is bigger than zero"
執行結果：
>>>
AssertionError: The num is bigger than zero
>>>
AssertionError 異常可以像任何其他異常一樣使用 try/except 語句被捕捉和處理，如果程式不處理，這種型別的異常將終止程式的執行。
檔案處理
開啟檔案
讀寫檔案是最常見的 IO（輸入輸出）操作。Python 內建了讀寫檔案的函式，要讀寫檔案需要開啟一個檔案物件，使用 open 函式。
open 函式開啟的物件在 Python 中統稱為 file-like Object。除了檔案外，還可以是記憶體的位元組流，網路流，自定義流等等。
f = open("test.txt")
注意：open 函式的引數是檔案的路徑。如果檔案與程式位於同一個目錄中，則可以不要指定路徑直接使用檔名。
可以使用 open 函式的第二個引數來指定開啟檔案的模式。
# read mode
open("test.txt", "r")
open("test.txt")
# write mode
open("test.txt", "w")
# binary write mode
open("test.txt", "wb")
開啟檔案模式列表：
特別注意：使用 "w" 模式時，如果檔案已經存在，會把舊檔案的內容全部都清除掉。
檔案開啟後應該使用 close 方法關閉檔案。
f = open("test.txt","w")
# close the file
f.close()
接下來我們會讀取和寫入檔案。
讀取檔案
使用 open 方法開啟的檔案可以使用 read 方式來讀取內容。
f = open("test.txt","r")
content = f.read()
print(content)
f.close()
列印檔名為 "test.txt" 的所有內容。
若要讀取一定數量的檔案內容，可以使用一個數字作為引數來呼叫 read 函式。該數字確定要讀取多少個位元組的內容。
可以對同一個檔案物件進行多次的 read 呼叫，該位元組讀取檔案內容。在沒有引數的情況下，read 函式返回檔案的其餘部分。
f = open("test.txt","r")
print(f.read(32))
print(f.read(16))
print(f.read(8))
print(f.read())
f.close()
當所有的內容被讀取後，再呼叫 read 函式返回空字串。
f = open("test.txt","r")
f.read()
print("reading")
print(f.read())
print("finished!")
f.close()
執行結果：
>>>reading
finished!
>>>
開啟一個檔案讀取它的內容，列印內容的長度。
f = open("test.txt","r")
str = f.read()
print(len(str))
f.close()
執行結果：
>>>
16
>>>
要一行一行地讀取，我們可以使用 readline 方法，也使用 readlines 一次讀取所有內容並返回一個列表，列表裡的每一項元素表示一行內容。
f = open("test.txt","r")
print(f.readlines())
f.close()
執行結果：
>>>
['I like Python!!!']
>>>
使用 for 語句遍歷檔案的每一行：
f = open("test.txt","r")
for line in f:
print(line)
f.close()
執行結果：
>>>
Line 1 : Hello world!
Line 2 : I like Python！
Line 3 : I like Java！
>>>
在輸出中，返回的行包含換行符，列印 print 函式在輸出的末尾自動新增新行。
寫檔案
使用 write 方法把內容寫到檔案裡。
f = open("test.txt","w")
f.write("I am happy!")
f.close()
f = open("test.txt","r")
print(f.read())
f.close()
執行結果：
>>>
I am happy!
>>>
如果檔案不存在，"w" 將會建立一個檔案。
寫入模式下，如果檔案存在將清除全部內容並往檔案寫入新內容。
f = open("test.txt","r")
print("Reading...")
print(f.read())
print("Finished!")
f.close()
f = open("test.txt","w")
f.write("New text")
f.close()
f = open("test.txt","r")
print("Reading new contents")
print(f.read())
print("Finished!")
f.close()
執行結果：
>>>
Reading...
I am happy!
Finished!
Reading new contents
New text
Finished!
>>>
特別注意：原有的檔案將被新內容重寫。
如果 write 寫入成功，方法返回寫入的位元組數。
msg = "I like Python!!!"
f = open("test.txt","w")
count = f.write(msg)
print(count)
f.close()
執行結果：
>>>
16
>>>
讀寫檔案
確保檔案在使用後始終關閉，避免浪費資源是良好的程式設計習慣。我們使用 try/finally 語句。
try:
f = open("test.txt")
print(f.read())
finally:
f.close()
當異常發生時也能確保檔案物件被正確關閉。
每次都這樣要關閉檔案是在太繁瑣。所以，Python 引入了 with 語句來幫我們自動呼叫 close() 方法。
with open("test.txt") as f:
print(f.read())
使用 with 語句開啟檔案是個好習慣，就算有例外發生，with 語句也會自動幫我們關閉檔案控制代碼。
“朝著一個方向瘋狂奔跑的感覺，真好。”