Python 高级编程：文件操作与错误处理

在前几篇文章中，我们介绍了Python的基本语法、函数和模块以及面向对象编程。这些知识对于大部分日常编程问题已经足够，但对于需要分析大数据的人来说，这些还不够。本章将介绍Python的文件操作以及错误处理与调试。

文件操作

在数据分析中，我们经常需要读取和处理外部数据。Python 提供了丰富的文件操作功能，可以方便地读取和写入文件。

读文件

使用 open() 函数可以打开文件，并通过参数 'r' 表示读取模式。

f1 = open("/Users/xiaoyangli/Desktop/hello.txt", "r")

文件打开后，可以通过多种方式读取文件内容：

# 读取整个文件内容
content = f1.read()

# 读取固定字节数的内容
content = f1.read(size)

# 读取一行内容
line = f1.readline()

# 读取所有行，并返回一个列表
lines = f1.readlines()

# 逐行读取文件内容
for line in f1.readlines():
    print(line)

记住文件打开后一定要关闭文件：

f1.close()

写文件

写文件和读文件类似，首先使用 open() 函数打开文件，并通过参数 'w' 表示写入模式。

f2 = open("/Users/xiaoyangli/Desktop/hello.txt", "w")

然后使用 write() 方法写入内容：

# 写入字符串
f2.write("Hello world!")

# 写入列表
for item in list:
    f2.write(item + "\n")

注意，使用 'w' 参数会覆盖原有内容。如果只想在文件末尾追加内容，可以使用 'a' 参数：

f2 = open("/Users/xiaoyangli/Desktop/hello.txt", "a")
f2.write("Append this line.")

同样，写文件后也要记得关闭文件：

f2.close()

错误处理与调试

在编写程序时，处理错误和调试代码是非常重要的。Python 提供了丰富的异常处理机制，使我们能够优雅地处理错误。

常见异常类型

以下是一些常见的Python异常类型：

NameError: 变量未定义
ZeroDivisionError: 除数为零
SyntaxError: 语法错误
IndexError: 索引超出范围
KeyError: 关键字不存在
IOError: 输入输出错误
AttributeError: 访问未定义的对象属性
ValueError: 数值错误
TypeError: 类型错误

捕获异常

Python 的错误处理机制使用 try...except...finally 结构。当 try 块中出现错误时，程序会跳到 except 块中执行。无论是否出现错误，finally 块中的代码都会执行。

try:
    f = open("hello.txt", "r")
except IOError as e:
    print("IOError:", e)
else:
    print("File opened successfully")
    f.close()
finally:
    print("Execution completed")

跳过异常

有时，我们希望捕获异常后让程序继续执行，而不是中断。

try:
    f = open("hello.txt", "r")
except IOError as e:
    print("IOError:", e)
    pass

自定义异常

异常和错误都是类。所有异常类都继承自 BaseException。我们可以定义自己的异常类，以便根据需要抛出特定异常。

class FileError(IOError):
    pass

try:
    f = open("README.txt", "r")
    if "README.txt":
        raise FileError("Don't open README")
except FileError as e:
    print(e)