Python编程实验五：文件的读写操作

一、实验目的与要求

（1）通过本次实验，学生应掌握与文件打开、关闭相关的函数，以及与读写操作相关的常用方法的使用； （2）理解基于文件的词频统计以及数据分析的基本思路，能根据问题需要灵活选择合适的数据结构； （3）综合应用所学知识实现对问题的编程求解； （4）按照实验题目要求独立正确地完成实验内容（编写、调试算法程序，提交程序清单及及相关实验数据与运行结果）

二、实验内容

请使用Python语言在Jupyter Notebook环境下编程，完成下列题目的要求：

1、实验5素材文件夹下的文件 data.txt 是一个来源于网上的技术信息资料。

问题1：用 Python 语言中文分词第三方库 jieba 对文件 data.txt 进行分词，并选择长度大于等于3个字符的关键词，写入文件 out1.txt ， 每行一个关键词，各行的关键词不重复，输出顺序不做要求，例如： 人工智能 科幻小说 ……

问题2：对实验5素材文件夹下的文件 data.txt 进行分词，对长度不少于3个字符的关键词，统计出现的次数，按照出现次数由大到小的顺序输出到文件 out2.txt ，每行一个关键词及其出现次数，例如： 科学家：2 达特茅斯：1 ……

2、某班学生评选一等奖学金，学生的10门主干课成绩存在于实验5素材文件夹下文件 score.txt 中， 每行为一个学生的信息，分别记录了学生学号、姓名以及10门课成绩，格式如下：

1820161043 郑珉镐 68 66 83 77 56 73 61 69 66 78 1820161044 沈红伟 91 70 81 91 96 80 78 91 89 94 ……

从这些学生中选出奖学金候选人，条件是：①总成绩排名在前10名；②全部课程及格(成绩大于等于60)。

问题1：给出按总成绩从高到低排序的前10名学生名单，并写入文件 candid1.txt ，每行记录一个学生的信息，分别为学生学号、姓名以及10门课成绩。

问题2：读取文件 candid1.txt ，从中选出候选人，并将学号和姓名写入文件 candid2.txt 格式如下：

1010112161722张三 1010112161728李四 ......

实验素材下载地址：

链接：https://pan.quark.cn/s/f1bfbe457955 提取码：WhgA

三、主要程序清单和程序运行结果

第1题

1、实验5素材文件夹下的文件 data.txt 是一个来源于网上的技术信息资料。 问题1：用 Python 语言中文分词第三方库 jieba 对文件 data.txt 进行分词，并选择长度大于等于3个字符的关键词，写入文件 out1.txt ， 每行一个关键词，各行的关键词不重复，输出顺序不做要求，例如： 人工智能 科幻小说 …… 问题2：对实验5素材文件夹下的文件 data.txt 进行分词，对长度不少于3个字符的关键词，统计出现的次数，按照出现次数由大到小的顺序输出到文件 out2.txt ，每行一个关键词及其出现次数，例如： 科学家：2 达特茅斯：1 ……

import jieba

with open("data.txt", "r") as f:
    content = f.read()
words = set()
seg_list = jieba.cut(content)
for word in seg_list:
    if len(word) >= 3:
        words.add(word)
with open("out1.txt", "w") as f:
    for word in words:
        f.write(word + "\n")

from collections import Counter

with open("data.txt", "r") as f:
    content = f.read()
words = []
seg_list = jieba.cut(content)
for word in seg_list:
    if len(word) >= 3:
        words.append(word)
word_count = Counter(words)
sorted_word_count = sorted(word_count.items(), key=lambda x: x[1], reverse=True)
with open("out2.txt", "w") as f:
    for word, count in sorted_word_count:
        f.write(f"{word}:{count}\n")

使用了jieba库来进行文本处理，并将处理结果写入文件。

首先，打开一个名为 "data.txt" 的文件，并读取文件内容。然后使用 jieba.cut() 方法对文本进行分词，得到分词结果。接着，它遍历分词结果，并将长度大于等于3的词添加到一个名为 "words" 的集合中，并将这些词写入名为 "out1.txt" 的文件中。

接下来，它再次打开 "data.txt" 文件并读取内容，然后使用 jieba.cut() 方法对文本进行分词，得到分词结果。同样地，它筛选出长度大于等于3的词并将它们添加到名为 "words" 的列表中。然后使用 collections.Counter() 方法统计每个词出现的次数，将统计结果按词频排序，并将排序后的结果写入名为 "out2.txt" 的文件中。

运行结果：

……

……

第2题

2、某班学生评选一等奖学金，学生的10门主干课成绩存在于实验5素材文件夹下文件 score.txt 中， 每行为一个学生的信息，分别记录了学生学号、姓名以及10门课成绩，格式如下： 1820161043 郑珉镐 68 66 83 77 56 73 61 69 66 78 1820161044 沈红伟 91 70 81 91 96 80 78 91 89 94 …… 从这些学生中选出奖学金候选人，条件是：①总成绩排名在前10名；②全部课程及格(成绩大于等于60)。 问题1：给出按总成绩从高到低排序的前10名学生名单，并写入文件 candid1.txt ，每行记录一个学生的信息，分别为学生学号、姓名以及10门课成绩。 问题2：读取文件 candid1.txt ，从中选出候选人，并将学号和姓名写入文件 candid2.txt 格式如下： 1010112161722张三 1010112161728李四 ......

with open("score.txt", "r") as f:
    content = f.readlines()
students = []
for line in content:
    info = line.split()
    student_id = info[0]
    student_name = info[1]
    scores = list(map(int, info[2:]))
    total_score = sum(scores)
    students.append((student_id, student_name, scores, total_score))

sorted_students = sorted(students, key=lambda x: x[3], reverse=True)

with open("candid1.txt", "w") as f:
    for student in sorted_students[:10]:
        student_id, student_name, scores, _ = student
        f.write(f"{student_id} {student_name} {' '.join(map(str, scores))}\n")

with open("candid1.txt", "r") as f:
    content = f.readlines()
selected_students = []
for line in content:
    info = line.split()
    student_id = info[0]
    student_name = info[1]
    scores = list(map(int, info[2:]))
    if all(score >= 60 for score in scores):
        selected_students.append((student_id, student_name))

with open("candid2.txt", "w") as f:
    for student in selected_students:
        student_id, student_name = student
        f.write(f"{student_id} {student_name}\n")

这段代码首先打开名为 "score.txt" 的文件，读取文件内容并按行存储在列表 content 中。然后，它遍历 content 列表中的每一行，将每行按空格分割成一组信息，包括学生ID、学生姓名和各科成绩。成绩部分被转换为整数类型并计算总成绩，然后将学生的信息以元组形式存储在 students 列表中。

接着，代码对 students 列表中的学生信息根据总成绩进行降序排序，得到了 sorted_students 列表。

然后，代码打开名为 "candid1.txt" 的文件，将排名前10的学生信息写入文件中，每行包括学生ID、学生姓名和各科成绩。

接着，代码再次打开 "candid1.txt" 文件，读取文件内容并按行存储在列表 content 中。然后，它遍历 content 列表中的每一行，将每行按空格分割成一组信息，包括学生ID、学生姓名和各科成绩。然后判断该学生各科成绩是否都大于等于60分，如果是，则将该学生的学生ID和学生姓名以元组形式存储在 selected_students 列表中。

最后，代码将符合条件的学生信息写入名为 "candid2.txt" 的文件中，每行包括学生ID和学生姓名。

运行结果：

四、实验结果分析与体会

通过本次实验，掌握了与文件打开、关闭相关的函数，以及与读写操作相关的常用方法的使用；理解基于文件的词频统计以及数据分析的基本思路。在进行文件读写操作时，及时打开和关闭文件是非常重要的，特别是在写操作完成后，一定要确保文件被正确关闭，以避免数据丢失或损坏。在文件操作过程中，可能会遇到各种异常情况，比如文件不存在、权限问题等。因此，对于文件操作，充分的异常处理是必不可少的，这可以通过 try-except 语句来实现。

Python 提供了多种文件读写模式，包括 "r"（只读）、"w"（只写）、"a"（追加）、"r+"（读写）等。在选择文件模式时，需要根据具体的需求来决定使用哪种模式，以确保操作的正确性和安全性。在文件读写操作中，尤其是处理文本文件时，需要注意文件的编码格式。在打开文件时可以指定编码方式，以便正确地读取和写入文件内容。文件读写过程中，文件指针的位置是非常重要的。在读取文件内容或者进行写入操作时，需要注意文件指针的位置，以确保读写操作的准确性。