10.1 從檔案中讀取資料
每當需要分析或修改儲存在檔案中的資訊的時候，讀取檔案很有用。
10.1.1 讀取整個檔案
用記事本編寫檔案pi_digits.txt

在file_reader.py中編寫

with open('pi_digits.txt') as file_object:
    contents = file_object.read()
    print(contents)

函式open()接受一個引數：要開啟的檔案的名稱，函式open()返回一個表示檔案的物件。Python將這個物件儲存在我們將在後面使用的變數中。
Python在當前執行的執行的.py檔案所在的目錄中查詢指定的檔案。
關鍵字with在不再需要訪問檔案後將其關閉。也可以

print(contents.rstrip())

10.1.2 檔案路徑
要讓Python開啟不與程式檔案位於同一個目錄中的檔案，需要提供檔案路徑，它讓Python到系統的特定位置去查詢。

相對檔案路徑：
Windows系統中，在檔案路徑中使用反斜槓（\）而不是斜槓（/）：
with open('text_files\filename.txt') as file_object: 

絕對檔案路徑：
絕對路徑通常比相對路徑更長，因此將其儲存在一個變數中，再將該變數傳遞給open()會有
所幫助。

而在Windows系統中，它們類似於下面這樣：
file_path = 'C:\Users\ehmatthes\other_files\text_files\filename.txt' 
with open(file_path) as file_object:

10.1.3 逐行讀取
要以每次一行的方式檢查檔案，可對檔案物件使用for迴圈：
我們將要讀取的檔案的名稱儲存在變數filename中，這是使用檔案時一種常見的做法。

#10.1.3 逐行讀取檔案內容，可對檔案進行for迴圈。。。
filename = 'pi_digits.txt'

with open(filename) as file_object:
    for line in file_object:
        print(line)

但是會發現有很多的空白行，這是因為在這個檔案中，每行的末尾都有一個看不見的換行符，而print語句也會加上一個換行符，因此每行末尾都有兩個換行符：一個來自檔案，另一個來自print語句。要消除這些多餘的空白行，可在print語句中使用rstrip()

10.1.4 建立一個包含檔案各行內容的列表
使用關鍵字with時，open()返回的檔案物件只在with程式碼塊內可用。如果要在with程式碼塊外
訪問檔案的內容，可在with程式碼塊內將檔案的各行儲存在一個列表中，並在with程式碼塊外使用該列表：

#10.1.4 建立一個包含檔案各行內容的列表
filename = 'pi_digits.txt'

with open(filename) as file_object:
    lines = file_object.readlines()

for line in lines:
    print(line.rstrip())

方法readlines()從檔案中讀取每一行，並將其儲存在一個列表中，列表lines每個元素都對應於檔案中的一行。
10.1.5 使用檔案的內容
將檔案讀取到記憶體中後，就可以以任何方式使用這些資料了。

filename = 'pi_digits.txt'

with open(filename) as file_object:
    lines = file_object.readlines()

pi_string = ''
for line in lines:
    pi_string += line.strip()

print(pi_string)
print(len(pi_string))

變數pi_string，用於儲存圓周率的值，接下來，我們使用一個迴圈將各行都加入pi_string，並刪除每行末尾的換行符。在變數pi_string儲存的字串中，包含原來位於每行左邊的空格，為刪除這些空格，可使用strip()而不是rstrip()。
讀取文字檔案時，Python將其中的所有文字都解讀為字串。如果你讀取的是數字，並
要將其作為數值使用，就必須使用函式int()將其轉換為整數，或使用函式float()將其轉換為浮點數。

10.1.6 包含一百萬位的大型檔案
10.1.7 圓周率值中包含你的生日嗎

birthday = input("Enter your birthday, in the form mmddyy: ")
if birthday in pi_string:
    print("Your birthday appears in the first million digits of pi!")
else:
    print("Your birthday does not appear in the first million digits of pi.")

10.2 寫入檔案
10.2.1 寫入空檔案
要將文字寫入檔案，你在呼叫open()時需要提供另一個實參，告訴Python你要寫入開啟的文
件。open（）第一個實參也是要開啟的檔案的名稱；第二個實參（‘w’）告訴Python，我們要以寫入模式開啟這個檔案。

# 10.2.1 寫入空檔案
filename = 'programming.txt'

with open(filename, 'w') as file_object:
    file_object.write("I love programming.")

開啟檔案時，可指定讀取模式（‘r’）、寫入模式（‘w’）、附加模式（‘a’）或讓你能夠讀取和寫入檔案的模式（‘r+’）。如果你省略了模式實參，Python將以預設的只讀模式開啟檔案。
如果要寫入的檔案不存在，python將會自動建立它。
以寫入（‘w’）模式開啟檔案時千萬要小心，因為如果指定的檔案已經存在，Python將在返回檔案物件前清空該檔案。
使用檔案物件的**方法write()**將一個字串寫入檔案。
Python只能將字串寫入文字檔案。要將數值資料儲存到文字檔案中，必須先使用函式
str()將其轉換為字串格式。

10.2.2 寫入多行
要讓每個字串都單獨佔一行，需要在write()語句中包含換行符，還可以使用空格、製表符、空行等。

filename = 'programming.txt'

with open(filename, 'w') as file_object:
    file_object.write("I love programming.\n")
    file_object.write("I love creating new games.\n")

10.2.3 附加到檔案
如果你要給檔案新增內容，而不是覆蓋原有的內容，可以附加模式開啟檔案。如果指定的檔案不存在，python將建立一個空檔案。

#10.2.3 附加到檔案
filename = 'programming.txt'

with open(filename, 'a') as file_object:
    file_object.write("I also love finding meaning in large datasets.\n")
    file_object.write("I love creating apps that can run in a brower.\n")

10.3 異常
Python使用被稱為異常的特殊物件來管理程式執行期間發生的錯誤。
每當發生讓Python不知所措的錯誤時，它都會建立一個異常物件。如果你編寫了處理該異常的程式碼，程式將繼續執行；
如果你未對異常進行處理，程式將停止，並顯示一個traceback，其中包含有關異常的報告。
異常是使用try-except程式碼塊處理的。

10.3.1 處理ZeroDivisionError異常

10.3.2 使用 try-except 程式碼塊
當你認為可能發生了錯誤時，可編寫一個try-except程式碼塊來處理可能引發的異常。

#10.3.2 使用try-except程式碼塊
try:
    print(5/0)
except ZeroDivisionError:
    print("You can't divide by zero!")

如果try程式碼塊中的程式碼執行起來沒有問題，Python將跳過except程式碼塊；如果try程式碼塊中的程式碼導致了錯誤，Python將查詢這樣的except程式碼塊，並執行其中的程式碼，即其中指定的錯誤與引發的錯誤相同。

10.3.3 使用異常避免崩潰
發生錯誤時，如果程式還有工作沒有完成，妥善地處理錯誤就尤其重要。這種情況經常會出現在要求使用者提供輸入的程式中；如果程式能夠妥善地處理無效輸入，就能再提示使用者提供有效輸入，而不至於崩潰。

# 建立一個只執行除法計算的簡單計算器：
print("Give me two numbers,and I'll divide them.")
print("Enter 'q' to quit.")

while True:
    first_number = input("\nFirst number: ")
    if first_number == 'q':
        break
    second_number = input("Second number: ")
    if second_number == 'q':
        break
    answer = int(first_number) / int(second_number)
    print(answer)

如果5/0的話，程式崩潰可不是好事。
10.3.4 else程式碼塊
只有可能引發異常的程式碼才需要放在try語句中，可提高這個程式抵禦錯誤的能力。依賴於try程式碼塊成功執行的程式碼都應放到else程式碼塊中，如果除法運算成功，我們就使用else程式碼塊來列印結果：
except程式碼塊告訴Python，如果它嘗試執行try程式碼塊中的程式碼時引發了指定的異常，該怎麼辦

#10.3.4 else 程式碼塊

print("Give me two numbers,and I'll divide them.")
print("Enter 'q' to quit.")

while True:
    first_number = input("\nFirst number: ")
    if first_number == 'q':
        break
    second_number = input("Second number: ")
    try:
        answer = int(first_number) / int(second_number)
    except ZeroDivisionError:
        print("You can't divide by 0! ")
    else:
        print(answer)

10.3.5 處理FileNotFoundError異常
使用檔案時，一種常見的問題是找不到檔案。

# 嘗試讀取一個不存在的檔案。

filename = 'alice.txt'

with open(filename) as f_obj:
    contents = f_obj.read()

在這個示例中，這個錯誤是函式open()導致的，因此要處理這個錯誤，必須將try語句放在包含open()的程式碼行之前：

filename = 'alice.txt'

try:
    with open(filename) as f_obj:
        contents = f_obj.read()
except FileNotFoundError:
    msg = "Sorry, the file " + filename + "does not exist. "
    print(msg)

如果檔案不存在，這個程式什麼都不做，因此錯誤處理程式碼的意義不大。

10.3.6 分析文字
你可以分析包含整本書的文字檔案。本節使用的文字來自專案Gutenberg（http://gutenberg.org/）。

提取Alice in Wonderland的文字，並嘗試計算它包含多少個單詞。我們將使用方法split()，它根據一個字串建立一個單詞列表。
**方法split()以空格為分隔符將字串分拆成多個部分，並將這些部分都儲存到一個列表中。**結果是一個包含字串中所有單詞的列表，雖然有些單詞可能包含標點。

#10.3.6 分析文字，用方法split()
else:
    #計算檔案大致包含多少個單詞
    words = contents.split()
    num_words = len(words)
    print("The file " + filename + "has about " + str(num_words) + "wods. ")

10.3.7 使用多個檔案
不指定檔案地址，但是也不會報traceback：

def count_words(filename):
    """計算一個檔案大致包含多少個單詞"""
    try:
        with open(filename) as f_obj:
            contents = f_obj.read()
    except FileNotFoundError:
        msg = "Sorry, the file " + filename + "does not exist. "
        print(msg)
    else:
        # 計算檔案大致包含多少個單詞
        words = contents.split()
        num_words = len(words)
        print("The file " + filename + "has about " + str(num_words) + "wods. ")
filenames = ['alice.txt','siddhhartha.txt','moby_dik.txt','little.txt']
for filename in filenames:
    count_words(filename)

10.3.8 失敗時一聲不吭
要讓程式在失敗時一聲不吭，可像通常那樣編寫try程式碼塊，但在except程式碼塊中明確地告訴Python什麼都不要做。Python有一個pass語句，可在程式碼塊中使用它來讓Python什麼都不要做要讓程式在失敗時一聲不吭，可像通常那樣編寫try程式碼塊，但在except程式碼塊中明確地告訴Python什麼都不要做。Python有一個pass語句，可在程式碼塊中使用它來讓Python什麼都不要做。

pass語句還充當了佔位符，它提醒你在程式的某個地方什麼都沒有做，並且以後也許要在這裡做些什麼。

10.4 儲存資料
使用者輸入某種資訊，程式都把使用者提供的資訊儲存在列表和字典等資料結構中。使用者關閉程式時，你幾乎總是要儲存他們提供的資訊；一種簡單的方式是使用模組json來儲存資料。
模組json讓你能夠將簡單的Python資料結構轉儲到檔案中，並在程式再次執行時載入該檔案的資料。你還可以使用json在Python程式之間分享資料。
10.4.1 使用json.dump()和json.load()
第一個程式將使用json.dump()來儲存這組數字:
函式json.dump()接受兩個實參：要儲存的資料以及可用於儲存資料的檔案物件。

import json

numbers = [2,3,5,7,11,13]

filename = 'number.json'
with open(filename,'w') as f_obj:
    json.dump(numbers,f_obj)

第二個程式: 而第二個程式將使用json.load()。
這次我們以讀取方式開啟這個檔案，因為Python只需讀取這個檔案。我們使用函式json.load()載入儲存在number.json中的資訊，
並將其儲存到變數number中。

import json

filename = 'number.json'
with open(filename) as f_obj:
    numbers = json.load(f_obj)

print(numbers)

這是一種在程式之間共享資料的簡單方式。

10.4.2 儲存和讀取使用者生成的資料
對於使用者生成的資料，使用json儲存它們大有裨益。
1.先來儲存使用者的名字：

import json

username = input("What is your name? ")

filename = 'username.json'
with open(filename,'w') as f_obj:
    json.dump(username,f_obj)
    print("We'll remember you when you come back, " + username + "!")

2 . 現在編寫程式，向其名字被儲存的使用者發出問候：

import json

filename = 'username.json'

with open(filename) as f_obj:
    username = json.load(f_obj)
    print("Welcome back, " + username + "!")

我們使用json.load()將儲存在username.json中的資訊讀取到變數username中。
3. 我們需要將這兩個程式合併到一個程式。

#嘗試寫一個恢復使用者名稱的try程式碼塊，如果這個檔案不存在，，，
import json

# 如果以前儲存了使用者名稱，就載入它
#否則，就提示使用者輸入使用者名稱並存儲它

filename = 'username.json'
try:
    with open(filename) as f_obj:
        username = json.load(f_obj)
except FileNotFoundError:
    username = input("What is your name?")
    with open(filename,'w') as f_obj:
        json.dump(username,f_obj)
        print("We'll remember you when you come back, " + username + "!")
else:
    print("Welcome back, " + username + "!")

10.4.3 重構
程式碼能夠正確地執行，但可做進一步的改進——將程式碼劃分為一系列完成具體工作的函式。這樣的過程被稱為重構。

import json

def get_stored_username():
    """如果儲存了使用者名稱，就獲取它"""
    filename = 'username.json'
    try:
        with open(filename) as f_obj:
            username = json.load(f_obj)
    except FileNotFoundError:
        return None
    else:
        return username
        
def get_new_username():
    """提示使用者輸入使用者名稱"""
    username = input("What is your name?")
    filename = 'username.json'
    with open(filename,'w') as f_obj:
        json.dump(username,f_obj)
    return username 

def greet_user():
    """問候使用者，，並指出其名字"""
    username = get_stored_username()
    if username:
        print("Welome back," + username + "!")
    else:
        username = get_new_username()
        print("We'll remember you when you come back, " + username + "!")

greet_user()