10.檔案和例外

　　學習處理文件，讓程式快速的分析大量數據，學習處理錯誤，避免程式在面對意外時崩潰。學習異常，異常是python創建的特殊對象，用於管理程式運行時出現的錯誤，提高程式的適用性，可用性，和穩定性。

　　學習模組json，json可以用來保存使用者數據，避免程式意外停止執行時遺失。

　　學習處理文件和保存數據，可以讓程式使用起來更容易，用戶可以選擇輸入什麼類型的數據，並選擇在什麼時候輸入，並且可以在使用程序處理一些事後關閉程序，下次在繼續做。

　　學習處理異常，幫助應對文件不存在的情況，以及處理各種可能讓程式崩潰的問題，讓程式面對各種錯誤時更健壯，不管這些錯誤資料源自於無意識的錯誤，還是源自破壞程序的惡意企圖。

10.1從檔案讀取資料

　　讀取文件可以一次讀取整個文件，也可以逐行讀取文件。取決於檔案的大小自行選擇讀取方法。

10.1.1讀取整個檔案

　　在 Python 中，讀寫檔案有 3 個步驟：

　　1．呼叫 open()函數，傳回一個 File 物件。

　　2．呼叫 File 物件的 read()或 write()方法。

　　3．呼叫 File 物件的 close()方法，關閉該檔案。

　　用 open()函數開啟檔案

#　　with open(檔名) as file_object:

contents = file_object.read() #沒有呼叫關閉方法，with自動關閉檔案。

　　會在檔案目前目錄下尋找檔案開啟。

　　read()方法讀取檔案內容

　　File 物件的 read()方法：

#>>> helloContent = helloFile.read()

>>> helloContent

'Hello world!'

　　可以使用 readlines()方法，從該檔案取得一個字串的清單。列表中的每個字串就是文字中的每一行。

10.1.2檔案路徑

　　注意斜線、Windows 上的倒斜線以及 OS X 和 Linux 上的正斜線。

　　with open('text_files\filename.txt') as file_object。

　　有兩種方法指定一個檔案路徑。

　　“絕對路徑”，總是從根資料夾開始。
　　“相對路徑”，它相對於程式的目前工作目錄。

　　絕對檔案路徑

　　Win:

　　file_path = 'C:\Users\ehmatthes\other_files\text_files\filename.txt’

　　with open(file_path) as file_object:

　　Linux和OS：

#　　file_path = '/home/ehmatthes/other_files/text_files/filename.txt'

　　with open(file_path) as file_object:

　　還有點（.）和點點（..）資料夾。它們不是真正的資料夾，而是可以在路徑中使用的特殊名稱。單一的句點（“點”）用作資料夾目名稱時，是“這個目錄”的縮寫。兩個句點（「點點」）意思是父資料夾。

　　處理絕對路徑與相對路徑

#　　1.os.path 模組提供了一些函數，傳回一個相對路徑的絕對路徑，以及檢查給定的路徑是否為絕對路徑。

　　2.呼叫 os.path.abspath(path)將傳回參數的絕對路徑的字串。這是將相對路徑轉換為絕對路徑的簡單方法。

　　3.呼叫 os.path.isabs(path)，如果參數是絕對路徑，就回傳 True，如果參數是一個相對路徑，就回傳 False。

　　4.呼叫 os.path.relpath(path, start)將傳回從 start 路徑到 path 的相對路徑的字串。

　　5.如果沒有提供 start，就使用目前工作目錄作為開始路徑。

10.1.3逐行讀取檔案資料

　　for line in lines:

　　replace()替換函數

#　　file.replace(‘dog’, ‘cat’)

10.2寫入檔案

10.2.1寫入空檔

　　open(‘file’, ‘w’)提供兩個實參，檔案名稱和運算

　　1.讀取模式 ’r’

　　2.寫入模式 ‘w’

　　3.附加模式 ‘a’

　　4.讀取與寫入模式 ‘r+’

#　　5.如果省略模式實參，python將只能預設唯讀模式開啟檔案。

　　6.如果檔案不存在，open將自動產生檔案。

　　7.輸入是Input，輸出是Output，因此，我們把輸入輸出統稱為Input/Output，或者簡寫為IO。

　　8.輸入密碼時，如果想要不可見，需要利用getpass 模組中的 getpass方法。

　　注意，如果以寫入模式 ‘w’ 打開，如果檔案已經存在，將清空檔案。

　　如果傳遞給 open()的檔案名稱不存在，寫入模式和新增模式都會建立一個新的空檔案。在讀取或寫入檔案後，呼叫 close()方法，然後才能再次開啟該檔案。

　　Python只能將字串寫入文字文件，要儲存數值資料進入文字文件，需要用函數str將其轉換為字串格式。

#>>> baconFile = open('bacon.txt', 'w')

>>> baconFile.write('Hello world!\n')

>>> baconFile.close()

>>> baconFile = open('bacon.txt', 'a')

>>> baconFile.write('Bacon is not a vegetable.')

>>> baconFile.close()

>>> baconFile = open('bacon.txt')

>>> content = baconFile.read()

>>> baconFile.close()

>>> print(content)

Hello world! Bacon is not a vegetable.

　　首先，我們以寫入模式開啟 bacon.txt。因為還沒有 bacon.txt，Python 就創建了一個。在開啟的檔案上呼叫 write()，並向 write()傳入字串參數'Hello world! \n'，將字串寫入文件，並傳回寫入的字元數，包括換行符號。然後關閉該文件。

　　為了將文字加入到檔案已有的內容，而不是取代我們剛剛寫入的字串，我們就以新增模式開啟該檔案。向該檔案寫入'Bacon is not a vegetable.'，並關閉它。最後，為了將文件的內容印到螢幕上，我們以預設的讀取模式開啟該文件，呼叫 read()，將得到的內容保存在 content 中，關閉該文件，並列印 content。

　　請注意，write()方法不會像 print()函數那樣，在字串的末尾自動添加換行字符。必須自行添加該字元。

用 shelve 模組儲存變數

　　利用 shelve 模組，你可以將 Python 程式中的變數儲存到二進位的 shelf 檔案中。這樣，程式就可以從硬碟中恢復變數的資料。 shelve 模組讓你在程式中加入「儲存」和「開啟」功能。例如，如果執行一個程序，並輸入了一些配置設置，就可以將這些設置保存到一個 shelf 文件，然後讓程序下一次運行時加載它們。

#>>> import shelve

>>> shelfFile = shelve.open('mydata')

>>> cats = ['Zophie', 'Pooka', 'Simon']

>>> shelfFile['cats'] = cats

>>> shelfFile.close()

#　　在 Windows 上執行前面的程式碼，你會看到在目前工作目錄下有 3 個新檔案： mydata.bak、mydata.dat 和 mydata.dir。在 OS X 上，只會建立一個 mydata.db 檔案。

　　這些二進位檔案包含了儲存在 shelf 中的資料。這些二進位檔案的格式並不重要，你只需要知道 shelve 模組做了什麼，而不必知道它是怎麼做的。這個模組讓你不用操心如何將程式的資料儲存到檔案中。你的程式稍後可以使用 shelve 模組，重新開啟這些檔案並取出資料。 shelf 值不必用讀取模式或寫入模式打開，因為它們在打開後，既能讀又能寫。

#>>> shelfFile = shelve.open('mydata')

>>> type(shelfFile)

>>> shelfFile['cats'] ['Zophie', 'Pooka', 'Simon']

>>> shelfFile.close()

#　　就像字典一樣，shelf 值有 keys()和 values()方法，傳回 shelf 中鍵和值的類似列表的值。因為這些方法傳回類似列表的值，而不是真正的列表，所以應該將它們傳遞給 list()函數，以取得列表的形式。

#>>> shelfFile = shelve.open('mydata')

>>> list(shelfFile.keys())

['cats']

>>> list(shelfFile.values())

[['Zophie', 'Pooka', 'Simon']]

>>> shelfFile.close()

#　　建立檔案時，如果你需要在 Notepad 或 TextEdit 這樣的文字編輯器中讀取它們，純文字就非常有用。但是，如果想要保存 Python 程式中的數據，那就使用 shelve 模組。

10.2.2寫入多行

　　函數write()不會在寫入的文字後面自動換行，需要自己加入換行符\n。

10.3 OS操作

10.3.1用 os.makedirs()建立新資料夾

　　程式可以用 os.makedirs()函數建立新資料夾（目錄）。

#>>> import os

>>> os.makedirs('C:\\delicious\\walnut\\waffles')

　　這不僅將創建 C:\delicious 資料夾，也會在 C:\delicious 下建立 walnut 資料夾，並在 C:\delicious\walnut 中建立 waffles 資料夾。也就是說，os.makedirs()將建立所有必要的中間資料夾，目的是確保完整路徑名存在。

10.3.2 os.path 模組

　　os.path 模組包含了許多與檔案名稱和檔案路徑相關的有用函數。

　　1.查看檔案大小與資料夾內容

　　一旦有辦法處理檔案路徑，就可以開始蒐集特定檔案和資料夾的資訊。 os.path 模組提供了一些函數，用於查看檔案的位元組數以及給定資料夾中的檔案和子資料夾。
　　呼叫 os.path.getsize(path)將傳回 path 參數中檔案的位元組數。
　　呼叫 os.listdir(path)將傳回檔案名稱字串的列表，包含 path 參數中的每個檔案（請注意，這個函數在 os 模組中，而不是 os.path）。
　　使用了 os.path.join()來連接資料夾名稱和目前的檔案名稱。