关于“Python”的核心知识点整理大全26-编程知识

10.3.9 决定报告哪些错误

10.4 存储数据

10.4.1 使用 json.dump()和 json.load()

number_writer.py

number_reader.py

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

greet_user.py

remember_me.py

10.4.3 重构

remember_me.py

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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'
trywith 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 Noneelse: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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