Python教程：文件、异常处理和其他

作者|Vishal Mishra
编译|VK
来源|Towards Data Science

欢迎阅读Python教程。在本章中，我们将学习文件、异常处理和其他一些概念。我们开始吧。

__name__ == '__main__'是什么意思？

通常，在每个Python项目中，我们都会看到上面的语句。所以它到底是干什么的，我们在这里就要明白了。

简单地说，在Python中，__name__是一个特殊的变量，它告诉我们模块的名称。无论何时直接运行python文件，它都会在执行实际代码之前设置一些特殊变量。__name__是一个特殊变量。根据以下几点确定__name__变量的值-

1. 如果直接运行python文件，__name__会将该名称设置为main。

2. 如果你将一个模块导入另一个文件中，__name__会将该名称设置为模块名。

__name__

'__main__'

first_module.py. 直接运行

first_module.py从其他模块导入

输出

In first_module.py, Running from Import

In second_module.py. Second module’s name: main

上面的示例中，你可以看到，当你在另一个python文件中导入第一个模块时，它将进入else条件，因为模块的名称不是main。但是，在second_module.py，名字仍然是main。

所以我们在下面的条件下使用了

1. 当我们想执行某些特定任务时，我们可以直接调用这个文件。

2. 如果模块被导入到另一个模块中，而我们不想执行某些任务时。

最好是创建一个main方法，并在if __name__ == __main__内部调用。因此，如果需要，你仍然可以从另一个模块调用main方法。

我们仍然可以通过显式调用main方法来调用另一个模块的main方法，因为main方法应该存在于第一个模块中。

出了问题怎么办

Python中的异常处理

当我们用任何编程语言编写任何程序时，有时即使语句或表达式在语法上是正确的，也会在执行过程中出错。在任何程序执行过程中检测到的错误称为异常。

Python中用于处理错误的基本术语和语法是try和except语句。可以导致异常发生的代码放在try块中，异常的处理在except块中实现。python中处理异常的语法如下-

try 和except

try:
   做你的操作…
   ...
except ExceptionI:
   如果有异常ExceptionI，执行这个块。
except ExceptionII:
   如果有异常ExceptionII，执行这个块。
   ...
else:
   如果没有异常，则执行此块。
finally:
   无论是否有异常，此块都将始终执行

让我们用一个例子来理解这一点。在下面的示例中，我将创建一个计算数字平方的函数，以便计算平方，该函数应始终接受一个数字（本例中为整数）。但是用户不知道他/她需要提供什么样的输入。当用户输入一个数字时，它工作得很好，但是如果用户提供的是字符串而不是数字，会发生什么情况呢。

def acceptInput():
    num = int(input("Please enter an integer: "))
    print("Sqaure of the the number {} is {}".format(num, num*num))
    
acceptInput()

Please enter an integer: 5
Sqaure of the the number 5 is 25

它抛出一个异常，程序突然结束。因此，为了优雅地执行程序，我们需要处理异常。让我们看看下面的例子-

def acceptInput():
    try:
        num = int(input("Please enter an integer: "))
    except ValueError:
        print("Looks like you did not enter an integer!")
        num = int(input("Try again-Please enter an integer: "))
    finally:
        print("Finally, I executed!")
        print("Sqaure of the the number {} is {}".format(num, num*num))
        
acceptInput()

Please enter an integer: five
Looks like you did not enter an integer!
Try again-Please enter an integer: 4
Finally, I executed!
Sqaure of the the number 4 is 16

这样，我们就可以提供逻辑并处理异常。但在同一个例子中，如果用户再次输入字符串值。那会发生什么？

所以在这种情况下，最好在循环中输入，直到用户输入一个数字。

def acceptInput():
    while True:
        try:
            num = int(input("Please enter an integer: "))
        except ValueError:
            print("Looks like you did not enter an integer!")
            continue
        else:
            print("Yepie...you enterted integer finally so breaking out of the loop")
            break

    print("Sqaure of the the number {} is {}".format(num, num*num))
        
acceptInput()

Please enter an integer: six
Looks like you did not enter an integer!
Please enter an integer: five
Looks like you did not enter an integer!
Please enter an integer: four
Looks like you did not enter an integer!
Please enter an integer: 7
Yepie...you enterted integer finally so breaking out of the loop
Sqaure of the the number 7 is 49

如何处理多个异常

可以在同一个try except块中处理多个异常。你可以有两种方法-

1. 在同一行中提供不同的异常。示例：ZeroDivisionError，NameError :

2. 提供多个异常块。当你希望为每个异常提供单独的异常消息时，这很有用。示例：

except ZeroDivisionError as e:
    print(“Divide by zero exception occurred!, e)
    
except NameError as e:
    print(“NameError occurred!, e)

在末尾包含except Exception:block总是很好的，可以捕捉到你不知道的任何不需要的异常。这是一个通用的异常捕捉命令，它将在代码中出现任何类型的异常。

# 处理多个异常

def calcdiv():
    x = input("Enter first number: ")
    y = input("Enter second number: ")

    try:
        result = int(x) / int(y)
        print("Result: ", result)
    
    except ZeroDivisionError as e:
        print("Divide by zero exception occured! Try Again!", e)
    
    except ValueError as e:
        print("Invalid values provided! Try Again!", e)
        
    except Exception as e:
        print("Something went wrong! Try Again!", e)
    
    finally:
        print("Program ended.")

calcdiv()

Enter first number: 5
Enter second number: 0
Divide by zero exception occured! Try Again! division by zero
Program ended.

如何创建自定义异常

有可能创建自己的异常。你可以用raise关键字来做。

创建自定义异常的最佳方法是创建一个继承默认异常类的类。

这就是Python中的异常处理。你可以在这里查看内置异常的完整列表:https://docs.python.org/3.7/library/exceptions.html

如何处理文件

Python中的文件处理

Python使用文件对象与计算机上的外部文件进行交互。这些文件对象可以是你计算机上的任何文件格式，即可以是音频文件、图像、文本文件、电子邮件、Excel文档。你可能需要不同的库来处理不同的文件格式。

让我们使用ipython命令创建一个简单的文本文件，我们将了解如何在Python中读取该文件。

%%writefile demo_text_file.txt
hello world
i love ipython
jupyter notebook
fourth line
fifth line
six line
This is the last line in the file

Writing demo_text_file.txt

打开文件

你可以用两种方式打开文件

1. 定义一个包含file对象的变量。在处理完一个文件之后，我们必须使用file对象方法close再次关闭它：

   f = open("demo_text_file.txt", "r")
   ---
   f.close()
   

2. 使用with关键字。不需要显式关闭文件。

   with open(“demo_text_file.txt”, “r”): 
   	##读取文件
   

在open方法中，我们必须传递定义文件访问模式的第二个参数。“r”是用来读文件的。类似地，“w”表示写入，“a”表示附加到文件。在下表中，你可以看到更常用的文件访问模式。

读取文件

在python中，有多种方法可以读取一个文件-

1. fileObj.read()=>将把整个文件读入字符串。

2. fileObj.readline() =>将逐行读取文件。

3. fileObj.readlines()=>将读取整个文件并返回一个列表。小心使用此方法，因为这将读取整个文件，因此文件大小不应太大。

# 读取整个文件
print("------- reading entire file --------")
with open("demo_text_file.txt", "r") as f:
    print(f.read())


# 逐行读取文件
print("------- reading file line by line --------")
print("printing only first 2 lines")
with open("demo_text_file.txt", "r") as f:
    print(f.readline())
    print(f.readline())
 

# 读取文件并以列表形式返回
print("------- reading entire file as a list --------")
with open("demo_text_file.txt", "r") as f:
    print(f.readlines())
    

# 使用for循环读取文件
print("
------- reading file with a for loop --------")
with open("demo_text_file.txt", "r") as f:
    for lines in f:
        print(lines)

------- reading entire file --------
hello world
i love ipython
jupyter notebook
fourth line
fifth line
six line
This is the last line in the file

------- reading file line by line --------
printing only first 2 lines
hello world

i love ipython

------- reading entire file as a list --------
['hello world
', 'i love ipython
', 'jupyter notebook
', 'fourth line
', 'fifth line
', 'six line
', 'This is the last line in the file
']

------- reading file with a for loop --------
hello world

i love ipython

jupyter notebook

fourth line

fifth line

six line

This is the last line in the file

写文件

与read类似，python提供了以下2种写入文件的方法。

1. fileObj.write()

2. fileObj.writelines()

with open("demo_text_file.txt","r") as f_in:
    with open("demo_text_file_copy.txt", "w") as f_out:
        f_out.write(f_in.read())

读写二进制文件

你可以使用二进制模式来读写任何图像文件。二进制包含字节格式的数据，这是处理图像的推荐方法。记住使用二进制模式，以“rb”或“wb”模式打开文件。

with open("cat.jpg","rb") as f_in:
    with open("cat_copy.jpg", "wb") as f_out:
        f_out.write(f_in.read())
print("File copied...")

File copied...

有时当文件太大时，建议使用块进行读取（每次读取固定字节），这样就不会出现内存不足异常。可以为块大小提供任何值。在下面的示例中，你将看到如何读取块中的文件并写入另一个文件。

### 用块复制图像

with open("cat.jpg", "rb") as img_in:
    with open("cat_copy_2.jpg", "wb") as img_out:
        chunk_size = 4096
        img_chunk = img_in.read(chunk_size)
        while len(img_chunk) > 0:
            img_out.write(img_chunk)
            img_chunk = img_in.read(chunk_size)
print("File copied with chunks")

File copied with chunks

结论

现在你知道了如何进行异常处理以及如何使用Python中的文件。

下面是Jupyter Notebook的链接:https://github.com/vishal2505/PythonByExample/blob/main/Python_Essentials_Part_3.ipynb

原文链接：https://towardsdatascience.com/python-essentials-part-3-5b61c1c25b9d

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