文件操作和异常处理是 Python 开发中的两个重要方面。文件操作可以帮助我们读写数据，异常处理则能够让我们的程序在发生错误时保持健壮，避免崩溃。在这篇博客中，我们将介绍如何进行文件读写、捕获和处理异常、定义自定义异常以及使用 with 语句管理文件资源。
4.1 文件读写操作
Python 提供了简洁的 API 来处理文件读写操作。使用 open() 函数打开文件，并可以指定读写模式：
r：只读模式（默认）w：写模式，文件不存在会创建，存在则覆盖a：追加模式，写入内容将添加到文件末尾b：二进制模式，用于处理二进制文件
读取文件
可以使用 read() 方法一次性读取整个文件，也可以使用 readline() 或 readlines() 逐行读取。
# 读取文件的例子
with open('example.txt', 'r') as file:
content = file.read()
print(content)
写入文件
写入文件时可以使用 write() 方法。
# 写入文件的例子
with open('example.txt', 'w') as file:
file.write("Hello, world!")
通过使用 with 语句，文件会在操作结束后自动关闭，无需手动调用 file.close()。
4.2 异常捕获与处理 (try...except)
异常是程序运行时出现的错误，例如文件不存在或除以零等情况。通过 try...except 语句，可以捕获并处理这些异常，从而避免程序崩溃。
try:
with open('nonexistent_file.txt', 'r') as file:
content = file.read()
except FileNotFoundError:
print("File not found.")
try 代码块中放置可能引发异常的代码，except 块用于处理捕获的异常。你可以捕获多种不同类型的异常，或通过 Exception 捕获所有类型的异常。
多个 except 语句
你可以在同一个 try 代码块中捕获不同的异常类型。
try:
number = int(input("Enter a number: "))
result = 10 / number
except ValueError:
print("Invalid input. Please enter a number.")
except ZeroDivisionError:
print("Cannot divide by zero.")
4.3 自定义异常
除了 Python 内置的异常类型，你还可以创建自己的异常类。自定义异常继承自 Exception 类，并可用于捕获特定的错误情况。
# 自定义异常类
class MyCustomError(Exception):
def __init__(self, message):
self.message = message
# 使用自定义异常
def validate_age(age):
if age < 0:
raise MyCustomError("Age cannot be negative!")
try:
validate_age(-1)
except MyCustomError as e:
print(e.message)
通过自定义异常，你可以让程序更加清晰地表达和处理特定的业务逻辑错误。
4.4 上下文管理器与 with 语句
上下文管理器用于管理资源，例如文件操作或数据库连接。在文件处理时，使用 with 语句能够自动管理文件的打开和关闭，无论操作是否成功。
with 语句的核心是上下文管理器协议，类实现了 __enter__() 和 __exit__() 方法后，可以作为上下文管理器使用。
自定义上下文管理器
你也可以创建自己的上下文管理器，例如管理数据库连接或网络资源：
class MyContextManager:
def __enter__(self):
print("Entering context.")
return self
def __exit__(self, exc_type, exc_value, traceback):
print("Exiting context.")
# 使用上下文管理器
with MyContextManager():
print("Inside context.")
在这个例子中，MyContextManager 会在进入和退出 with 块时自动执行相应的代码。
总结
通过掌握 Python 的文件读写操作、异常捕获、自定义异常和上下文管理器，你可以编写出更稳健、更易于维护的代码。文件读写是处理数据的重要方式，而异常处理则为代码的错误处理提供了灵活的机制。上下文管理器确保资源得到正确释放，使代码更加简洁。
这些技术是编写可靠 Python 应用程序的重要组成部分。希望这篇博客帮助你更好地理解和运用这些功能！
如果你是 Python 的初学者，掌握这些技巧将极大地提升你处理文件和异常的能力！