第七章 Python编程基础——文件操作与异常处理详解

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一、文件操作：像读笔记本一样读写数据

生活比喻

文件就像你的笔记本：

• 读文件 → 翻开本子看内容

• 写文件 → 在本子上写字

• 保存文件 → 合上本子放回书架

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文件操作三步曲

• 打开文件 → 拿到笔记本

• 读写内容 → 读或写内容

• 关闭文件 → 放回笔记本（防止丢失数据）

️ 基础操作代码示例

1. 读取文件内容

# 打开文件（默认模式为 'r'，表示只读）
with open("diary.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
    content = f.read()  # 读取全部内容
    print(content)

2. 写入文件内容

# 写入模式（'w' 覆盖原有内容，'a' 追加内容）
with open("todo.txt", "w", encoding="utf-8") as f:
    f.write("1. 学习 Python\n")
    f.write("2. 写一篇博客\n")

文件打开模式大全

模式	说明	示例
r	只读（默认）	打开已有文件读取内容
w	写入（覆盖原有内容）	新建文件或清空后写入
a	追加（在文件末尾添加）	在已有文件末尾添加内容
r+	读写（从文件开头操作）	可读可写，文件必须存在

⚠️ 新手避坑指南

1. 文件路径问题

• 相对路径：“data/diary.txt”（相对于当前代码文件的路径）

• 绝对路径：“C:/Users/Desktop/diary.txt”（完整路径，推荐使用）

2. 字符编码问题

• 中文文件建议指定 encoding=“utf-8”，避免乱码：

with open("data.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
    ...

二、异常处理：给程序穿上“防弹衣”

生活比喻

异常就像突然下雨，而异常处理是提前准备的雨伞：

• 可能出错的情况：文件不存在、网络断开、输入错误

• 异常处理：提前应对，避免程序崩溃

异常处理语法：try-except

try:
    # 可能出错的代码
    num = int(input("请输入数字："))
    print(10 / num)
except ValueError:
    print("输入的不是数字！")
except ZeroDivisionError:
    print("不能除以0！")
except Exception as e:  # 捕获所有异常
    print(f"未知错误：{e}")
else:
    print("一切正常！")  # 无异常时执行
finally:
    print("无论如何都会执行")  # 常用于清理资源（如关闭文件）

修改全局变量：使用 global 声明

x = 10

def modify_x():
    global x  # 声明使用全局变量 x
    x = 20    # 修改全局变量

modify_x()
print(x)  # 输出 20

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常见异常类型

异常类型	触发场景	示例
FileNotFoundError	文件不存在	open(“不存在.txt”)
PermissionError	无文件操作权限	写入只读文件
KeyError	访问字典不存在的键	dict[“未知键”]
IndexError	列表索引越界	list[10]（列表只有3个元素）

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️ 主动抛出异常：raise

当检测到不合理情况时，手动触发异常：

def calculate_age(age):
    if age < 0:
        raise ValueError("年龄不能为负数！")
    return age + 10

try:
    calculate_age(-5)
except ValueError as e:
    print(e)  # 输出：年龄不能为负数！

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总结

功能	关键语法/方法	说明
读取文件	with open(…) as f: f.read()	推荐用 with 自动关闭文件
写入文件	f.write(“内容”)	注意模式选择（w 或 a）
捕获异常	try-except-else-finally	精准处理不同错误类型
抛出异常	raise ValueError(“提示”)	主动提示错误原因

动手练习（答案自查）

1. 文件操作：

• 创建一个 scores.txt 文件，写入三行数字：85, 92, 78。

1. 读取文件内容，计算平均分并打印。

2. 异常处理：
   编写一个除法程序，处理用户输入非数字或除零错误。

3. 综合练习：
   尝试打开一个不存在的文件，捕获 FileNotFoundError 并提示友好信息

✨ 提示：计算平均分时，可以用 split() 分割字符串，再用 map(int, list) 转数字。

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