关于“Python”的核心知识点整理大全26

简介: 关于“Python”的核心知识点整理大全26

10.3.9 决定报告哪些错误

在什么情况下该向用户报告错误?在什么情况下又应该在失败时一声不吭呢?如果用户知 道要分析哪些文件,他们可能希望在有文件没有分析时出现一条消息,将其中的原因告诉他们。 如果用户只想看到结果,而并不知道要分析哪些文件,可能就无需在有些文件不存在时告知他们。 向用户显示他不想看到的信息可能会降低程序的可用性。Python的错误处理结构让你能够细致地 控制与用户分享错误信息的程度,要分享多少信息由你决定。 编写得很好且经过详尽测试的代码不容易出现内部错误,如语法或逻辑错误,但只要程序依 赖于外部因素,如用户输入、存在指定的文件、有网络链接,就有可能出现异常。凭借经验可判 断该在程序的什么地方包含异常处理块,以及出现错误时该向用户提供多少相关的信息。

10.4 存储数据

很多程序都要求用户输入某种信息,如让用户存储游戏首选项或提供要可视化的数据。不管 专注的是什么,程序都把用户提供的信息存储在列表和字典等数据结构中。用户关闭程序时,你 几乎总是要保存他们提供的信息;一种简单的方式是使用模块json来存储数据。

模块json让你能够将简单的Python数据结构转储到文件中,并在程序再次运行时加载该文件 中的数据。你还可以使用json在Python程序之间分享数据。更重要的是,JSON数据格式并非Python 专用的,这让你能够将以JSON格式存储的数据与使用其他编程语言的人分享。这是一种轻便格 式,很有用,也易于学习。


注意 JSON(JavaScript Object Notation)格式最初是为JavaScript开发的,但随后成了一种常见 格式,被包括Python在内的众多语言采用。


10.4.1 使用 json.dump()和 json.load()

我们来编写一个存储一组数字的简短程序,再编写一个将这些数字读取到内存中的程序。第 一个程序将使用json.dump()来存储这组数字,而第二个程序将使用json.load()。 函数json.dump()接受两个实参:要存储的数据以及可用于存储数据的文件对象。下面演示了如何使用json.dump()来存储数字列表:

number_writer.py

import json
numbers = [2, 3, 5, 7, 11, 13]
1 filename = 'numbers.json'
2 with open(filename, 'w') as f_obj:
3 json.dump(numbers, f_obj)

我们先导入模块json,再创建一个数字列表。在1处,我们指定了要将该数字列表存储到其 中的文件的名称。通常使用文件扩展名.json来指出文件存储的数据为JSON格式。接下来,我们 以写入模式打开这个文件,让json能够将数据写入其中(见2)。在3处,我们使用函数json.dump() 将数字列表存储到文件numbers.json中。

这个程序没有输出,但我们可以打开文件numbers.json,看看其内容。数据的存储格式与 Python中一样:

[2, 3, 5, 7, 11, 13]

下面再编写一个程序,使用json.load()将这个列表读取到内存中:

number_reader.py

mport json
1 filename = 'numbers.json'
2 with open(filename) as f_obj:
3 numbers = json.load(f_obj)
print(numbers)

在1处,我们确保读取的是前面写入的文件。这次我们以读取方式打开这个文件,因为Python 只需读取这个文件(见2)。在3处,我们使用函数json.load()加载存储在numbers.json中的信息, 并将其存储到变量numbers中。最后,我们打印恢复的数字列表,看看它是否与number_writer.py 中创建的数字列表相同:

[2, 3, 5, 7, 11, 13]

这是一种在程序之间共享数据的简单方式。

10.4.2 保存和读取用户生成的数据

对于用户生成的数据,使用json保存它们大有裨益,因为如果不以某种方式进行存储,等程 序停止运行时用户的信息将丢失。下面来看一个这样的例子:用户首次运行程序时被提示输入自己的名字,这样再次运行程序时就记住他了。 我们先来存储用户的名字: remember_me.py

import json
1 username = input("What is your name? ")
filename = 'username.json'
with open(filename, 'w') as f_obj:
2 json.dump(username, f_obj)
3 print("We'll remember you when you come back, " + username + "!")

在1处,我们提示输入用户名,并将其存储在一个变量中。接下来,我们调用json.dump(), 并将用户名和一个文件对象传递给它,从而将用户名存储到文件中(见2)。然后,我们打印一 条消息,指出我们存储了他输入的信息(见3):

What is your name? Eric
We'll remember you when you come back, Eric!

现在再编写一个程序,向其名字被存储的用户发出问候:

greet_user.py

import json
filename = 'username.json'
with open(filename) as f_obj:
1 username = json.load(f_obj)
2 print("Welcome back, " + username + "!")

在1处,我们使用json.load()将存储在username.json中的信息读取到变量username中。恢复 用户名后,我们就可以欢迎用户回来了(见2):

Welcome back, Eric!

我们需要将这两个程序合并到一个程序(remember_me.py)中。这个程序运行时,我们将尝 试从文件username.json中获取用户名,因此我们首先编写一个尝试恢复用户名的try代码块。如 果这个文件不存在,我们就在except代码块中提示用户输入用户名,并将其存储在username.json 中,以便程序再次运行时能够获取它:

remember_me.py

import json
# 如果以前存储了用户名,就加载它
# 否则,就提示用户输入用户名并存储它
filename = 'username.json'
try:
1 with open(filename) as f_obj:
2 username = json.load(f_obj)
3 except FileNotFoundError:
4 username = input("What is your name? ")
5 with open(filename, 'w') as f_obj:
 json.dump(username, f_obj)
 print("We'll remember you when you come back, " + username + "!")
else:
 print("Welcome back, " + username + "!")

这里没有任何新代码,只是将前两个示例的代码合并到了一个程序中。在1处,我们尝试打 开文件username.json。如果这个文件存在,就将其中的用户名读取到内存中(见2),再执行else 代码块,即打印一条欢迎用户回来的消息。用户首次运行这个程序时,文件username.json不存在, 将引发FileNotFoundError异常(见3),因此Python将执行except代码块:提示用户输入其用户名 (见4),再使用json.dump()存储该用户名,并打印一句问候语(见5)。

无论执行的是except代码块还是else代码块,都将显示用户名和合适的问候语。如果这个程 序是首次运行,输出将如下:

What is your name? Eric
We'll remember you when you come back, Eric!

否则,输出将如下:

Welcome back, Eric!

这是程序之前至少运行了一次时的输出。

10.4.3 重构

你经常会遇到这样的情况:代码能够正确地运行,但可做进一步的改进——将代码划分为 一系列完成具体工作的函数。这样的过程被称为重构。重构让代码更清晰、更易于理解、更容 易扩展。 要重构remember_me.py,可将其大部分逻辑放到一个或多个函数中。remember_me.py的重点 是问候用户,因此我们将其所有代码都放到一个名为greet_user()的函数中:

remember_me.py
import json
def greet_user():
1 """问候用户,并指出其名字"""
filename = 'username.json'
try
 with open(filename) as f_obj:
 username = json.load(f_obj)
 except FileNotFoundError:
 username = input("What is your name? ")
 with open(filename, 'w') as f_obj:
 json.dump(username, f_obj)
 print("We'll remember you when you come back, " + username + "!")
 else:
 print("Welcome back, " + username + "!")
greet_user()

考虑到现在使用了一个函数,我们删除了注释,转而使用一个文档字符串来指出程序是做什 么的(见1)。这个程序更清晰些,但函数greet_user()所做的不仅仅是问候用户,还在存储了用 户名时获取它,而在没有存储用户名时提示用户输入一个。

下面来重构greet_user(),让它不执行这么多任务。为此,我们首先将获取存储的用户名的 代码移到另一个函数中:

import json
def get_stored_username():
1 """如果存储了用户名,就获取它"""
filename = 'username.json'
try:
 with open(filename) as f_obj:
 username = json.load(f_obj)
 except FileNotFoundError:
2 return None
 else:
 return username
def greet_user():
 """问候用户,并指出其名字"""
 username = get_stored_username()
3 if username:
 print("Welcome back, " + username + "!")
 else:
 username = input("What is your name? ")
 filename = 'username.json'
 with open(filename, 'w') as f_obj:
 json.dump(username, f_obj)
 print("We'll remember you when you come back, " + username + "!")
greet_user()

新增的函数get_stored_username()目标明确,1处的文档字符串指出了这一点。如果存储了 用户名,这个函数就获取并返回它;如果文件username.json不存在,这个函数就返回None(见2)。 这是一种不错的做法:函数要么返回预期的值,要么返回None;这让我们能够使用函数的返回值 做简单测试。在3处,如果成功地获取了用户名,就打印一条欢迎用户回来的消息,否则就提示用户输入用户名。 我们还需将greet_user()中的另一个代码块提取出来:将没有存储用户名时提示用户输入的 代码放在一个独立的函数中:

import json
def get_stored_username():
 """如果存储了用户名,就获取它"""
 --snip--
def get_new_username():
 """提示用户输入用户名"""
 username = input("What is your name? ")
 filename = 'username.json'
 with open(filename, 'w') as f_obj:
 json.dump(username, f_obj)
 return username
def greet_user():
 """问候用户,并指出其名字"""
 username = get_stored_username()
 if username:
 print("Welcome back, " + username + "!")
 else:
 username = get_new_username()
 print("We'll remember you when you come back, " + username + "!")
greet_user()

在remember_me.py的这个最终版本中,每个函数都执行单一而清晰的任务。我们调用 greet_user(),它打印一条合适的消息:要么欢迎老用户回来,要么问候新用户。为此,它首先 调用get_stored_username(),这个函数只负责获取存储的用户名(如果存储了的话),再在必要 时调用get_new_username(),这个函数只负责获取并存储新用户的用户名。要编写出清晰而易于 维护和扩展的代码,这种划分工作必不可少。

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