文件与异常

第 0 步 · 程序为什么会"忘记"

到目前为止，你写的程序一退出，数据就没了（变量在内存里）。文件 = 磁盘上的持久存储。学会读写文件，程序才真正"办事"：日志、配置、数据存档、批处理……

第 1 步 · 读文件

1.1 最基础写法（三步：打开→读→关闭）

f = open("data.txt", "r")   # r = read 只读模式
content = f.read()            # 整个文件读成一个字符串
f.close()                   # 关闭（忘了关会占用句柄）

1.2 推荐写法：with 自动关闭（永远用这个）

with open("data.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
    content = f.read()     # with 块结束自动 close，不怕忘
# 读成行列表：
with open("data.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
    lines = f.readlines()   # ['第一行\n', '第二行\n', ...]

第 2 步 · 写文件

with open("out.txt", "w", encoding="utf-8") as f:
    f.write("第一行\n")       # \n 是换行符
    f.write("第二行\n")

# 追加模式（不清空原内容）
with open("log.txt", "a", encoding="utf-8") as f:
    f.write("2026-08-12 新纪录\n")

第 3 步 · 异常处理（try/except）

文件会不存在、用户会输错、网络会断。异常处理 = 给程序穿防弹衣。

3.1 基本结构

try:
    with open("no_such.txt", "r") as f:
        content = f.read()
except FileNotFoundError:
    print("文件不存在，先创建它")
except Exception as e:      # 兜底：任何异常都接住
    print("出错了：", e)

3.2 完整结构：try / except / else / finally

try:
    num = int(input("数字："))
except ValueError:
    print("这不是数字")
else:
    print(f"你输入了 {num}")   # 没异常才执行
finally:
    print("无论如何都会执行")   # 清理资源用

第 4 步 · JSON（程序间的通用语言）

JSON 是 Web/API/配置的事实标准格式，长得像 Python 字典：

4.1 写入（dump）

import json

student = {"name": "丢丢", "age": 6, "scores": {"数学": 92, "英语": 88}}

with open("student.json", "w", encoding="utf-8") as f:
    json.dump(student, f, ensure_ascii=False, indent=2)
    # ensure_ascii=False：中文原样保存（否则变成 \uXXXX）

4.2 读取（load）

with open("student.json", "r", encoding="utf-8") as f:
    data = json.load(f)
print(data["name"], data["scores"]["数学"])   # 丢丢 92

第 5 步 · 路径（文件在哪里）

import os

os.getcwd()                # 当前工作目录
os.path.exists("data.txt")  # True/False 文件是否存在
os.path.join("data", "raw", "a.txt")  # 跨平台拼路径
os.makedirs("data/raw", exist_ok=True)  # 建目录（存在也不报错）

第 6 步 · 实战项目：成绩存档程序

需求：一个命令行程序——输入学生与多科成绩，可保存、可查看、可追加，数据用 JSON 持久化。这就是"最小可用的数据管理程序"。

Step 1：核心函数库（保存 + 读取 + 加成绩）

# grade_book.py
import json, os

FILE = "grades.json"

def load_grades():
    """读取成绩，文件不存在返回空字典"""
    if not os.path.exists(FILE):
        return {}
    with open(FILE, "r", encoding="utf-8") as f:
        return json.load(f)

def save_grades(grades):
    with open(FILE, "w", encoding="utf-8") as f:
        json.dump(grades, f, ensure_ascii=False, indent=2)

Step 2：主程序（命令循环 + 异常兜底）

# main.py
import grade_book

grades = grade_book.load_grades()

while True:
    cmd = input("命令（add/see/quit）：").strip().lower()
    if cmd == "quit":
        break
    elif cmd == "add":
        name = input("学生名：")
        subject = input("科目：")
        try:
            score = float(input("分数："))
        except ValueError:
            print("分数无效，未保存")
            continue
        grades.setdefault(name, {})[subject] = score
        grade_book.save_grades(grades)
        print("已保存")
    elif cmd == "see":
        for name, subs in grades.items():
            print(name, subs)
    else:
        print("未知命令")

第 7 步 · 报错手册（本节点新增）

节点自测清单

全勾 → 节点 ④ 完成，进入节点 ⑤（面向对象入门）。未勾 → 回看对应步骤。

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