文件和异常处理是Python编程中不可或缺的技能。本章将带你从基础到进阶，彻底掌握文件操作和异常处理的核心知识点，并通过通俗易懂的示例帮助所有人理解。
10.1 从文件中读取数据
10.1.1 读取整个文件
要读取文件内容，首先需要打开文件，使用 open() 函数并指定文件路径和模式（如 'r' 表示只读）。例如：
with open('pi_digits.txt', 'r') as file:contents = file.read()
print(contents)使用 with 语句可以自动关闭文件，避免资源泄露。file.read() 会一次性读取文件全部内容。
10.1.2 文件路径
- 相对路径：相对于当前脚本的位置，如 data/pi.txt。
- 绝对路径：完整的系统路径，如 /home/user/documents/pi.txt。
在Windows中注意反斜杠转义（C:\\path\\to\\file）或使用原始字符串（r'C:\path\to\file'`。
10.1.4 逐行读取与列表存储
若想逐行处理文件内容，可以使用循环：
with open('pi_digits.txt') as file:lines = file.readlines() # 将各行存入列表
for line in lines:print(line.strip()) # 去除每行末尾的换行符10.1.6 处理百万行大文件
直接读取大文件可能导致内存不足。此时可逐行处理：
with open('big_file.txt') as file:for line in file:process(line) # 每次处理一行，内存友好10.2 写入文件
10.2.1 写入空文件
使用 'w' 模式打开文件，若文件不存在则会创建：
with open('output.txt', 'w') as file:file.write("Hello, World!")⚠️ 注意：'w' 模式会覆盖原有内容！
10.2.3 追加内容
用 'a' 模式追加内容到文件末尾：
with open('output.txt', 'a') as file:file.write("\nAppended line.")10.3 异常处理：让程序更健壮
10.3.1 处理 ZeroDivisionError
当除数为零时，程序会崩溃。通过 try-except 捕获异常：
try:print(5 / 0)
except ZeroDivisionError:print("除数不能为零！")10.3.5 处理 FileNotFoundError
读取不存在的文件时抛出此异常：
filename = 'missing.txt'
try:with open(filename) as file:content = file.read()
except FileNotFoundError:print(f"文件 {filename} 不存在！")10.3.8 静默失败
若想忽略某些异常，可用 pass：
try:# 可能出错的代码
except FileNotFoundError:pass # 静默处理10.4 存储数据：JSON的妙用
10.4.1 使用 json.dump() 和 json.load()
将数据保存为JSON格式：
import json
data = {'name': 'Alice', 'age': 30}
with open('data.json', 'w') as file:json.dump(data, file) # 写入文件# 读取JSON数据
with open('data.json') as file:loaded_data = json.load(file)
print(loaded_data['name']) # 输出：Alice10.4.3 重构代码
将功能拆分为独立函数，提升可维护性：
def save_user_data(username):"""保存用户数据到JSON文件"""with open('users.json', 'w') as file:json.dump({'username': username}, file)10.5 小结与最佳实践
- 文件操作：优先使用 with 语句，避免忘记关闭文件。
- 异常处理：精准捕获特定异常（如 FileNotFoundError），避免笼统的 except。
- 数据存储：JSON适合存储结构化数据，且跨平台兼容。
- 代码风格：添加清晰的注释，拆分复杂操作为函数。
通过本章学习，你将能够优雅地处理文件读写、从容应对程序错误，并掌握数据持久化的核心技巧。现在，动手写一段代码试试吧！