关于“Python”的核心知识点整理大全24

10.1.6 包含一百万位的大型文件

前面我们分析的都是一个只有三行的文本文件，但这些代码示例也可处理大得多的文件。 如果我们有一个文本文件，其中包含精确到小数点后1 000 000位而不是30位的圆周率值，也可 创建一个包含所有这些数字的字符串。为此，我们无需对前面的程序做任何修改，只需将这个 文件传递给它即可。在这里，我们只打印到小数点后50位，以免终端为显示全部1 000 000位而 不断地翻滚： pi_string.py

filename = 'pi_million_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[:52] + "...")
print(len(pi_string)) 

输出表明，我们创建的字符串确实包含精确到小数点后1 000 000位的圆周率值：

3.14159265358979323846264338327950288419716939937510...
1000002

对于你可处理的数据量，Python没有任何限制；只要系统的内存足够多，你想处理多少数据 都可以。

注意 要运行这个程序（以及后面的众多示例），你需要从https://www.nostarch.com/pythoncrashcourse/下载相关的资源。

10.1.7 圆周率值中包含你的生日吗

我一直想知道自己的生日是否包含在圆周率值中。下面来扩展刚才编写的程序，以确定某个 人的生日是否包含在圆周率值的前1 000 000位中。为此，可将生日表示为一个由数字组成的字符 串，再检查这个字符串是否包含在pi_string中：

filename = 'pi_million_digits.txt'
with open(filename) as file_object:
 lines = file_object.readlines()
pi_string = ''
for line in lines:
 pi_string += line.rstrip()
1 birthday = input("Enter your birthday, in the form mmddyy: ")1
2 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.")

在1处，我们提示用户输入其生日，在接下来的2处，我们检查这个字符串是否包含在 pi_string中。运行一下这个程序：

Enter your birthdate, in the form mmddyy: 120372
Your birthday appears in the first million digits of pi! 

我的生日确实出现在了圆周率值中！读取文件的内容后，就可以以你能想到的任何方式对其 进行分析。

10.2 写入文件

保存数据的最简单的方式之一是将其写入到文件中。通过将输出写入文件，即便关闭包含程 序输出的终端窗口，这些输出也依然存在：你可以在程序结束运行后查看这些输出，可与别人分 享输出文件，还可编写程序来将这些输出读取到内存中并进行处理。

10.2.1 写入空文件

要将文本写入文件，你在调用open()时需要提供另一个实参，告诉Python你要写入打开的文 件。为明白其中的工作原理，我们来将一条简单的消息存储到文件中，而不是将其打印到屏幕上： write_message.py

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

在这个示例中，调用open()时提供了两个实参（见1）。第一个实参也是要打开的文件的名称； 第二个实参（'w'）告诉Python，我们要以写入模式打开这个文件。打开文件时，可指定读取模 式（'r'）、写入模式（'w'）、附加模式（'a'）或让你能够读取和写入文件的模式（'r+'）。如果 你省略了模式实参，Python将以默认的只读模式打开文件。 如果你要写入的文件不存在，函数open()将自动创建它。然而，以写入（'w'）模式打开文 件时千万要小心，因为如果指定的文件已经存在，Python将在返回文件对象前清空该文件。

在2处，我们使用文件对象的方法write()将一个字符串写入文件。这个程序没有终端输出， 但如果你打开文件programming.txt，将看到其中包含如下一行内容：

programming.txt

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

I love programming. 

相比于你的计算机中的其他文件，这个文件没有什么不同。你可以打开它、在其中输入新文 本、复制其内容、将内容粘贴到其中等。

注意 Python只能将字符串写入文本文件。要将数值数据存储到文本文件中，必须先使用函数 str()将其转换为字符串格式。

10.2.2 写入多行

函数write()不会在你写入的文本末尾添加换行符，因此如果你写入多行时没有指定换行符， 文件看起来可能不是你希望的那样：

如果你打开programming.txt，将发现两行内容挤在一起：

I love programming.I love creating new games. 

要让每个字符串都单独占一行，需要在write()语句中包含换行符：

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")

现在，输出出现在不同行中：

I love programming.
I love creating new games. 

像显示到终端的输出一样，还可以使用空格、制表符和空行来设置这些输出的格式。

10.2.3 附加到文件

如果你要给文件添加内容，而不是覆盖原有的内容，可以附加模式打开文件。你以附加模式 打开文件时，Python不会在返回文件对象前清空文件，而你写入到文件的行都将添加到文件末尾。 如果指定的文件不存在，Python将为你创建一个空文件。 下面来修改write_message.py，在既有文件programming.txt中再添加一些你酷爱编程的原因： write_message.py

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

在1处，我们打开文件时指定了实参'a'，以便将内容附加到文件末尾，而不是覆盖文件原 来的内容。在2处，我们又写入了两行，它们被添加到文件programming.txt末尾： programming.txt

I love programming.
I love creating new games.
I also love finding meaning in large datasets.
I love creating apps that can run in a browser.

最终的结果是，文件原来的内容还在，它们后面是我们刚添加的内容。

10.3 异常

Python使用被称为异常的特殊对象来管理程序执行期间发生的错误。每当发生让Python不知 所措的错误时，它都会创建一个异常对象。如果你编写了处理该异常的代码，程序将继续运行； 如果你未对异常进行处理，程序将停止，并显示一个traceback，其中包含有关异常的报告。 异常是使用try-except代码块处理的。try-except代码块让Python执行指定的操作，同时告 诉Python发生异常时怎么办。使用了try-except代码块时，即便出现异常，程序也将继续运行： 显示你编写的友好的错误消息，而不是令用户迷惑的traceback。

10.3.1 处理 ZeroDivisionError 异常

下面来看一种导致Python引发异常的简单错误。你可能知道不能将一个数字除以0，但我们 还是让Python这样做吧： division.py

print(5/0)

显然，Python无法这样做，因此你将看到一个traceback：

Traceback (most recent call last):
 File "division.py", line 1, in <module>
 print(5/0)
1 ZeroDivisionError: division by zero

在上述traceback中，1处指出的错误ZeroDivisionError是一个异常对象。Python无法按你的 要求做时，就会创建这种对象。在这种情况下，Python将停止运行程序，并指出引发了哪种异常， 而我们可根据这些信息对程序进行修改。下面我们将告诉Python，发生这种错误时怎么办；这样， 如果再次发生这样的错误，我们就有备无患了。

10.3.2 使用 try-except 代码块

当你认为可能发生了错误时，可编写一个try-except代码块来处理可能引发的异常。你让 Python尝试运行一些代码，并告诉它如果这些代码引发了指定的异常，该怎么办。 处理ZeroDivisionError异常的try-except代码块类似于下面这样：

try:
 print(5/0)
except ZeroDivisionError:
 print("You can't divide by zero!") 

我们将导致错误的代码行print(5/0)放在了一个try代码块中。如果try代码块中的代码运行 起来没有问题，Python将跳过except代码块；如果try代码块中的代码导致了错误，Python将查找 这样的except代码块，并运行其中的代码，即其中指定的错误与引发的错误相同。 在这个示例中，try代码块中的代码引发了ZeroDivisionError异常，因此Python指出了该如 何解决问题的except代码块，并运行其中的代码。这样，用户看到的是一条友好的错误消息，而 不是traceback：

You can't divide by zero!

如果try-except代码块后面还有其他代码，程序将接着运行，因为已经告诉了Python如何处 理这种错误。下面来看一个捕获错误后程序将继续运行的示例。

10.3.3 使用异常避免崩溃

发生错误时，如果程序还有工作没有完成，妥善地处理错误就尤其重要。这种情况经常会出 现在要求用户提供输入的程序中；如果程序能够妥善地处理无效输入，就能再提示用户提供有效 输入，而不至于崩溃。 下面来创建一个只执行除法运算的简单计算器： division.py

print("Give me two numbers, and I'll divide them.")
print("Enter 'q' to quit.")
while True:
1 first_number = input("\nFirst number: ")
if first_number == 'q':
 break
2 second_number = input("Second number: ")
if second_number == 'q':
 break
3 answer = int(first_number) / int(second_number)
 print(answer) 

在1处，这个程序提示用户输入一个数字，并将其存储到变量first_number中；如果用户输 入的不是表示退出的q，就再提示用户输入一个数字，并将其存储到变量second_number中（见2）。 接下来，我们计算这两个数字的商（即answer，见3）。这个程序没有采取任何处理错误的措施， 因此让它执行除数为0的除法运算时，它将崩溃：

Give me two numbers, and I'll divide them.
Enter 'q' to quit.
First number: 5
Second number: 0
Traceback (most recent call last):
 File "division.py", line 9, in <module>
 answer = int(first_number) / int(second_number)
ZeroDivisionError: division by zero 

程序崩溃可不好，但让用户看到traceback也不是好主意。不懂技术的用户会被它们搞糊涂， 而且如果用户怀有恶意，他会通过traceback获悉你不希望他知道的信息。例如，他将知道你的程 序文件的名称，还将看到部分不能正确运行的代码。有时候，训练有素的攻击者可根据这些信息 判断出可对你的代码发起什么样的攻击。