在本章中，你将学习处理文件，让程序能够快速地分析大量的数据；你将学习错误处理，避免程序在面对意外情形时崩溃；你将学习异常 ，它们是Python创建的特殊对象，用于管理程序运行时出现的错误；你还将学习模块json ，它让你能够保存用户数据，以免在程序停止运行后丢失。
10.1 从文件中读取数据
文本文件可存储的数据量多得难以置信：天气数据、交通数据、社会经济数据、文学作品等。每当需要分析或修改存储在文件中的信息时，读取文件都很有用，对数据分析应用程序来说尤其如此。例如，你可以编写一个这样的程序：读取一个文本文件的内容，重新设置这些数据的格式并将其写入文件，让浏览器能够显示这些内容。
10.1.1 读取整个文件
要以任何方式使用文件——哪怕仅仅是打印其内容，都得先打开文件，这样才能访问它。函数open()
接受一个参数：要打开的文件的名称。
Python在当前执行的文件所在的目录中查找指定的文件。
函数open() 返回一个表示文件的对象。在这里，open(‘pi_digits.txt’) 返回一个表示文件pi_digits.txt 的对象；Python将这个对象存储在我们将在后面使用的变量中。
关键字with 在不再需要访问文件后将其关闭。
相比于原始文件，该输出唯一不同的地方是末尾多了一个空行。为何会多出这个空行呢？因为read() 到达文件末尾时返回一个空字符串，而将这个空字符串显示出来时就是一个空行。要删除多出来的空行，可在print 语句中使用rstrip() ：
10.1.2 文件路径
10.1.3 逐行读取
读取文件时，常常需要检查其中的每一行：你可能要在文件中查找特定的信息，或者要以某种方式修改文件中的文本。
为何会出现这些空白行呢？因为在这个文件中，每行的末尾都有一个看不见的换行符，而print 语句也会加上一个换行符，因此每行末尾都有两个换行符：一个来自文件，另一个来自print 语句。要消除这些多余的空白行，可在print 语句中使用rstrip()
10.1.4 创建一个包含文件各行内容的列表
使用关键字with 时，open() 返回的文件对象只在with 代码块内可用。如果要在with 代码块外访问文件的内容，可在with 代码块内将文件的各行存储在一个列表中，并在with 代码块外使用该列表：你可以立即处理文件的各个部分，也可推迟到程序后面再处理。
方法readlines() 从文件中读取每一行，并将其存储在一个列表中；接下来，该列表被存储到变量lines 中；在with 代码块外，我们依然可以使用这个变量。
我们使用一个简单的for 循环来打印lines 中的各行。由于列表lines 的每个元素都对应于文件中的一行，因此输出与文件内容完全一致。
10.1.5 使用文件的内容
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：
在这个示例中，调用open()时提供了两个实参。
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的模式
（’r+’）。如果你省略了模式实参，Python将以默认只读的模式打开文件。
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：
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。
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。
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：
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
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。
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。
确实，怎么说呢，这事。
如果你程序跑一半，忽然异常报错了，那确实挺尴尬的嗷。
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。
10.3.4 else代码块
通过将可能发生错误的代码放在try-except代码块中，可提高这个程序抵御错误的能力。错误是执行除法运算的代码行导致的，因此我们需要将它放到try-except 代码块中。这个示例还包含一个else 代码块；依赖于try 代码块成功执行的代码都应放到else 代码块中：
我们让Python尝试执行try 代码块中的除法运算，这个代码块只包含可能导致错误的代码。依赖于try 代码块成功执行的代码都放在else 代码块中；在这个示例中，如果除法运算成功，我们就使用else 代码块来打印结果。
try-except-else 代码块的工作原理大致如下：Python尝试执行try 代码块中的代码；只有可能引发异常的代码才需要放在try 语句中。有时候，有一些仅在try 代码块成功执行时才需要运行的代码；这些代码应放在else 代码块中。except 代码块告诉Python，如果它尝试运行try 代码块中的代码时引发了指定的异常，该怎么办。
10.3.6 分析文本
下面来提取童话 Alicein Wonderland 的文本，并尝试计算它包含多少个单词。我们将使用方法split() ，它根据一个字符串创建一个单词列表。下面是对只包含童话名”Alice in Wonderland” 的字符串调用方法split() 的结果：
方法split() 以空格为分隔符将字符串分拆成多个部分，并将这些部分都存储到一个列表中。结果是一个包含字符串中所有单词的列表，虽然有些单词可能包含标点。为计算Alicein Wonderland 包含多少个单词，我们将对整篇小说调用split() ，再计算得到的列表包含多少个元素，从而确定整篇童话大致包含多少个单词：
10.3.7 使用多个文件
下面多分析几本书。这样做之前，我们先将这个程序的大部分代码移到一个名为count_words() 的函数中，这样对多本书进行分析时将更容易：
10.3.8 失败时一声不吭
在前一个示例中，我们告诉用户有一个文件找不到。但并非每次捕获到异常时都需要告诉用户，有时候你希望程序在发生异常时一声不吭，就像什么都没有发生一样继续运行。
要让程序在失败时一声不吭，可像通常那样编写try 代码块，但在except 代码块中明确地告诉Python什么都不要做。
10.4 存储数据
很多程序都要求用户输入某种信息，如让用户存储游戏首选项或提供要可视化的数据。
不管专注的是什么，程序都把用户提供的信息存储在列表和字典等数据结构中。
用户关闭程序时，你几乎总是要保存他们提供的信息；一种简单的方式就是使用模块json来存储数据。
模块json让你能够将简单的Python数据结构转储到文件中，并在程序再次运行时加载该文件中的数据。你还可以使用json在Python程序之间分享数据。更重要的是，Json数据格式并非Python专用的，这让你能够将以JSON格式存储的数据与使用其他编程语言的人分享。
JSON（JavaScript Object Notation）格式最初是为JavaScript开发的，但随后成了一种常见格式。
10.4.1 使用json.dump()和json.load()
我们来编写一个存储一组数字的简短程序，再编写一个将这些数字读取到内存中的程序。第一个程序将使用json.dump() 来存储这组数字，而第二个程序将使用json.load() 。
函数json.dump() 接受两个实参：要存储的数据以及可用于存储数据的文件对象。下面演示了如何使用json.dump() 来存储数字列表：
使用json.load()将数据读取到内存中
10.4.2 保存和读取用户生成的数据
对于用户生成的数据，使用json 保存它们大有裨益，因为如果不以某种方式进行存储，等程序停止运行时用户的信息将丢失。
现在把两个函数合到一块去。
我们需要将这两个程序合并到一个程序（remember_me.py）中。这个程序运行时，我们将尝试从文件username.json中获取用户名，因此我们首先编写一个尝试恢复用户名的try 代码块。如果这个文件不存在，我们就在except 代码块中提示用户输入用户名，并将其存储在username.json中，以便程序再次运行时能够获取它
10.4.3 重构
你经常会遇到这样的情况：代码能够正确地运行，但可做进一步的改进——将代码划分为一系列完成具体工作的函数。
重构让代码更清晰、更易于理解、更容易扩展。
现在我们把remember_me.py重构到一个函数中。
这个程序更清晰些，但函数greet_user() 所做的不仅仅是问候用户，还在存储了用户名时获取它，而在没有存储用户名时提示用户输入一个。
下面来重构greet_user() ，让它不执行这么多任务。为此，我们首先将获取存储的用户名的代码移到另一个函数中：
在remember_me.py的这个最终版本中，每个函数都执行单一而清晰的任务。我们调用greet_user() ，它打印一条合适的消息：要么欢迎老用户回来，要么问候新用户。为此，
它首先调用get_stored_username() ，这个函数只负责获取存储的用户名（如果存储了的话），再在必要时调用get_new_username() ，这个函数只负责获取并存储新用户的用户名。要编写出清晰而易于维护和扩展的代码，这种划分工作必不可少。
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