第12天：檔案處理

課程簡介

檔案處理是程式開發中非常重要的一部分。Python 提供了簡單且功能強大的內建函數來進行檔案讀寫操作。今天我們將學習如何開啟檔案、讀取和寫入檔案，以及如何處理常見的檔案操作錯誤。

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學習內容

1. 開啟檔案

要操作檔案，首先需要使用 open() 函數來開啟檔案。open() 函數接受兩個參數：檔案名稱和模式（讀取模式、寫入模式等）。

常見的模式包括：

• “r”: 讀取模式 (read)。如果檔案不存在，會引發錯誤。
• “w”: 寫入模式 (write)。如果檔案不存在，會建立一個新檔案；如果檔案存在，會覆蓋檔案內容。
• “a”: 附加模式 (append)。如果檔案存在，會在檔案末尾添加內容；如果檔案不存在，會建立一個新檔案。
• “x”: 建立模式 (create)。如果檔案不存在，會建立一個新檔案；如果檔案存在，會引發錯誤。

範例：

# 讀取模式開啟檔案
file = open("example.txt", "r")
# 寫入模式開啟檔案
file = open("example.txt", "w")

2. 讀取檔案

Python 提供了幾種方法來讀取檔案內容：

• read(): 讀取檔案中的所有內容。
• readline(): 一次讀取一行。
• readlines(): 讀取所有行，並將它們作為一個列表返回。

範例：

# 讀取整個檔案的內容
file = open("example.txt", "r")
content = file.read()
print(content)
file.close()

# 逐行讀取檔案內容
file = open("example.txt", "r")
for line in file:
    print(line, end="")
file.close()

3. 寫入檔案

使用 write() 或 writelines() 方法可以將內容寫入檔案。請注意，使用 "w" 模式會覆蓋檔案的原始內容，而 "a" 模式則會在檔案末尾添加新內容。

範例：

# 寫入檔案
file = open("example.txt", "w")
file.write("Hello, world!\n")
file.write("This is a test.")
file.close()

# 附加模式寫入檔案
file = open("example.txt", "a")
file.write("\nNew line added.")
file.close()

4. 使用 with 語句進行檔案操作

使用 with 語句可以自動關閉檔案，這比手動使用 close() 方法更安全，特別是在處理大檔案或遇到錯誤時。

範例：

# 使用 with 語句自動關閉檔案
with open("example.txt", "r") as file:
    content = file.read()
    print(content)

5. 檔案模式的區別

每種檔案模式適合不同的操作需求：

• “r”: 讀取模式，無法寫入或新增。
• “w”: 寫入模式，會覆蓋現有檔案。
• “a”: 附加模式，在檔案末尾添加內容。
• “r+”: 讀取和寫入模式，允許同時進行讀寫操作。

範例：

# 使用 r+ 模式同時讀取和寫入
with open("example.txt", "r+") as file:
    content = file.read()
    print("原內容:", content)
    file.write("\n追加內容")

6. 錯誤處理

在處理檔案時，可能會遇到檔案不存在或讀寫失敗的情況。可以使用 try-except 語句來處理這些錯誤，保證程式的穩定性。

範例：

try:
    with open("non_existing_file.txt", "r") as file:
        content = file.read()
except FileNotFoundError:
    print("檔案不存在，請確認檔案名稱是否正確。")

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教學重點

• 開啟檔案的不同模式：學會使用 open() 函數來開啟檔案，理解各種模式的用途。
• 檔案讀取：學會使用 read()、readline() 和 readlines() 來讀取檔案內容。
• 檔案寫入：掌握 write() 和 writelines() 方法，學會如何覆蓋或附加內容到檔案。
• 使用 with 語句：瞭解如何自動關閉檔案，避免忘記 close() 帶來的問題。
• 錯誤處理：學會處理檔案操作中的常見錯誤，如檔案不存在。

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任務

1. 建立一個新檔案，並寫入一些文本內容，然後讀取該檔案並列印內容。
2. 嘗試使用 "a" 模式向現有檔案中附加新內容，並確認是否成功。
3. 使用 with 語句開啟檔案，讀取內容後自動關閉檔案。
4. 撰寫程式，嘗試讀取一個不存在的檔案，並處理可能的錯誤。