第1关：从文件中读取数据：信息时代已经到来
任务描述
我们现在生活在信息爆炸的时代，计算机中文本文件可存储的数据量多得难以置信，我们可以把各种信息都存储在文本文件中。每当我们需要利用程序去修改或分析存储在文本文件中的信息时，就必须先正确地读取文件。
要用 Python 程序去修改或分析文本文件中的信息，首先需要将文本文件中的信息读取到内存中。我们既可以将文本文件中的内容一次性读取，也可以按每次一行的方法逐行读取。
本关的目标就是让学习者了解并掌握利用 Python 工具从文件中读取数据的相关知识。
相关知识
读取整个文件
一般我们读取的文件和编写的 Python 文件位于同一目录下，例如在当前目录下我们已经创建了要处理的文件 test.txt ，里面包含的内容为：
Hello,world!
Hello,Python!
Hello,my brothers.
我们运行在同一目录下的 Python 文件 test.py ，代码如下：
with open(‘test.txt’) as file_object:
contents = file_object.read()
print(contents)
程序运行结果：
Hello,world!
Hello,Python!
Hello,my brothers.
test.py 文件中的第一行代码中有函数open()，用于打开文件，这是我们处理文件的第一步。函数open()中的参数’test.txt’就是要打开的文件。函数open()返回的是打开文件的对象，第一行代码就是把文本文件 test.txt 打开，并将其对象保存在file_object变量中。
关键字with的功能是在不再需要访问文件后自动将文件关闭。所以我们在这里只是open()打开了文件，但是没有加入close()代码关闭文件，因为 Python 会在处理文件之后自动将文件关闭。
test.py 文件中的第二行代码是使用read()方法读取文本文件 test.txt 的全部内容，并将内容保存在字符串变量contents中，然后通过print()将结果都输出。
如果我们要处理的文本文件和 Python 程序文件不在同一目录下，那么我们就要在open()函数中传入文本文件的绝对路径。
逐行读取
我们也可以将文本文件中的数据进行逐行读取，我们要处理的文本文件还是上面的 test.txt ，这时我们可以逐行将 test.txt 的内容输出，代码如下：
with open(‘test.txt’) as file_object:
for line in file_object:
print(line)
输出结果：
Hello,world!
Hello,Python!
Hello,my brothers.
我们会发现输出结果中每一行内容后面都多了一个空行，这时因为在文件中每一行的末尾都会有一个换行符，而每条print()语句也会加上一个换行符，所以每行末尾都有两个换行符，所以输出之后就会多一个空行。
我们可以采取rstrip()方法消除空行，代码如下：
with open(‘test.txt’) as file_object:
for line in file_object:
print(line.rstrip())
这时输出的结果中就没有多余的空行了：
Hello,world!
Hello,Python!
Hello,my brothers.
创建一个包含文件各行内容的列表
在上文中，函数open()返回的对象只在with代码块内可用，但是我们想在with代码块之外的位置使用，这就需要在with代码块内创建一个包含文本文件 test.txt 各行内容的列表。例如：
with open(‘test.txt’) as file_object:
lines = file_object.readlines()
上述代码中readlines()方法就是从文本文件 test.txt 中依次读取每一行，并保存在lines列表中。
如果您想了解更多有关读取文本文件信息的相关知识，请参考: 【美】Eric Matthes 著《 Python 编程——从入门到实践》第十章 。
编程要求
本关的编程任务是补全 src/Step1/test1.py 文件的代码，实现相应的功能。具体要求如下：
补充代码，功能是输出文本文件 test.txt 的前n行信息，文本文件 test.txt 和测试代码在同一目录下,n由输入指定；
要求：输出的前n行信息中间不能有空行。
本关涉及的代码文件 src/Step1/test1.py 的代码框架如下：

#coding=utf-8
#输入n
n = int(input())
with open('src/Step1/test.txt') as file_object:
    lines = file_object.readlines()
# 请在此添加代码，实现编程要求
#********** Begin *********#
#********** End **********#

测试说明
本关的测试文件是 src/Step1/test1.py ，测试过程如下：
平台自动编译生成 test1.exe ；
平台运行 test1.exe ，并以标准输入方式提供测试输入；
平台获取 test1.exe 输出，并将其输出与预期输出对比。如果一致则测试通过，否则测试失败。
以下是平台对 src/Step1/test1.py 的样例测试集：
测试输入：
1
预期输出：
Hello,world!
测试输入：
2
预期输出：
Hello,world!
Hello,Python!
测试输入：
3
预期输出：
Hello,world!
Hello,Python!
Hello,my brothers.
开始你的任务吧，祝你成功！
参考代码：

#coding=utf-8
#输入n
n = int(input())
# 请在此添加代码，实现编程要求
#********** Begin *********#
with open('src/Step1/test.txt') as file_object:
    lines = file_object.readlines()
    i=0
    for line in lines:
        print(line.rstrip())
        i=i+1
        if i==n:
            break
#********** End **********#

第2关：将信息写入文件：会读会写方为正道
任务描述
在上一关中，我们学习了 Python 中读取文本文件中的数据信息等相关知识，与之对应的就是将信息写入文本文件中。我们既可以利用 Python 工具将信息写入空的文本文件，也可以将信息添加到已经存在的文本文件中去。
本关目标是让学习者了解并掌握在 Python 中将信息写入到文本文件中的相关知识。
相关知识
写入空文件
要将信息写入文本文件中，我们依然用open()方法，只不过除了将文本文件名当作参数传入函数open()中去之外，还需要再传入写参数w，例如下面这个 Python 的程序 test2.py ：
with open(‘test2.txt’,‘w’) as example:
example.write(‘Hello world!’)
程序运行结果就是在 test2.py 文件所在目录生成了一个名为 test2.txt 的文本文件，文本文件中的内容为：
Hello world!
在这个例子中，调用函数open()，传入两个参数，一个是我们要创建的文件名test2.txt，还有一个就是参数w，代表的是写入命令。
我们也可以往 test2.txt 中传入多行信息，例如：
with open(‘test2.txt’,‘w’) as example:
example.write(‘Hello world!\n’)
example.write(‘Hello python!\n’)
该段程序中第二行write()函数中还加入了换行符\n，这样就可以将加入的消息分行了。
程序运行之后生成的 test2.txt 的内容为：
Hello world!
Hello python!
附加到文件尾
我们要注意的是，使用w命令打开一个待写入的文本文件时，如果该文本文件原来已经存在了，Python 将会在写入内容前将文本文件中原来的内容全部清空。所以我们如果要在已经存在的文本文件中添加信息内容，而不是将原来的信息内容都清除，就要采取附加模式打开文件。
我们用附加模式打开文件时，Python 会将我们写入的数据直接加入到文本文件原有信息的末尾，如果指定的文本文件不存在，才会新建一个文本文件。
例如现在已经存在了文本文件 test2.txt ，里面的内容为：
Hello world!
Hello python!
我们现在想在文本文件 test2.txt 中再加入两句话：
Hello my brothers!
Hello my sisters!
实现代码如下：
with open(‘test2.txt’,‘a’) as example:
example.write(‘Hello my brothers!\n’)
example.write(‘Hello my sisters!\n’)
我们在函数open()中传入了参数a,告诉 Python 程序我们是将信息加入到文本文件的末尾，而不是覆盖文件。
程序运行之后，文本文件 test2.txt 中的内容变为：
Hello world!
Hello python!
Hello my brothers!
Hello my sisters!
如果您想了解更多有关文本文件信息写入的相关知识，请参考: 【美】Eric Matthes 著《 Python 编程——从入门到实践》第十章 。
编程要求
本关的编程任务是补全 src/Step2/test2.py 文件的代码，实现相应的功能。具体要求如下：
补充代码，功能是将通过input()输入的信息传入文本文件 test2.txt 中，文本文件 test2.txt 和测试代码在同一目录下；
要求：将输入信息覆盖原文本文件 test2.txt 中的内容。
本关涉及的代码文件 src/Step2/test2.py 的代码框架如下：

#coding=utf-8
#输入字符串
s = input()
# 请在此添加代码，将字符串 s 输入到 test2.txt 中
#********** Begin *********#
#********** End **********#
#输出test2.txt中的内容
with open('src/Step2/test2.txt') as file_object:
    lines = file_object.readlines()
for line in lines:
    print(line.rstrip())

测试说明
本关的测试文件是 src/Step2/test2.py ，测试过程如下：
平台自动编译生成 test2.exe ；
平台运行 test2.exe ，并以标准输入方式提供测试输入；
平台获取 test2.exe 输出，并将其输出与预期输出对比。如果一致则测试通过，否则测试失败。
以下是平台对 src/Step2/test2.py 的样例测试集：
测试输入：
Hello,world!
测试输出：
Hello,world!
测试输入：
Hello,Python!
测试输出：
Hello,Python!
测试输入：
Hello,my brothers.
测试输出：
Hello,my brothers.
开始你的任务吧，祝你成功！
参考代码：

#coding=utf-8
#输入字符串
s = input()
# 请在此添加代码，将字符串s输入到test2.txt中
#********** Begin *********#
with open('src/Step2/test2.txt','w') as example:
    example.write(s)
#********** End **********#
#输出test2.txt中的内容
with open('src/Step2/test2.txt') as file_object:
    lines = file_object.readlines()
for line in lines:
    print(line.rstrip())

第3关：异常处理：敢于在错误面前吭声
任务描述
当 Python 程序在运行过程中出现错误时，都会创建一个异常对象，如果我们编写了处理异常和错误的代码，程序将继续运行。如果我们没有对异常和错误进行处理，程序就会停止，显示一个t\fraceback，其中包含有关异常和错误的报告。
所以我们要主动编写异常处理的代码，要敢于在错误面前吭声，这样程序报错时就会显示我们自己编写的友好的错误信息，而不是让人困惑的t\fraceback。
本关目标就是让学习者了解并掌握 Python 异常处理的相关知识。
相关知识
使用try-except代码块处理异常

我们一般使用try-except代码块处理异常，try-except代码块让 Python 程序在遇到错误时执行指定的操作，而不是产生t\fraceback。
例如，我们编写如下程序：

try:
    print(2/0)
except:
    print("We can't divide by zero!")

程序运行结果：
We can’t divide by zero!
我们将 print(2/0)语句放在了try代码块中，很显然这是一个错误语句，因为 0 不能当除数。try-except代码块的作用就是当try代码块中的程序代码运行没有错误，则跳过except代码块；反之如果try代码块中的程序代码运行出现错误，则运行except代码块中的内容，一般except代码块中的内容都是输出错误信息。
如果except代码块后面还有其他代码，程序将继续运行，因为 Python 已经在程序报错后执行了except代码块中的内容，告诉了错误信息，所以可以继续运行程序。
通过raise显式抛出异常信息

除了系统自动抛出异常外，程序员也可以通过 Python 的raise显式抛出自己的包含特定信息的异常。一旦执行了raise语句，raise之后的语句将不能执行。

def read_C():
    try:
        C = float(sys.argv[1])
       except ValueError:
        raise ValueError('Degrees must be number, not "%s"' % sys.argv[1])
    if C < -273.15:
        raise ValueError('C=%g is a non-physical value!' % C)
    return C

在raise关键字之后抛出一个ValueError类型的异常信息，并在后面的参数中定义具体的异常信息。
else代码块
可以在try-except代码块后面添加try代码块，当try代码块中的程序运行没有异常时，程序将运行else代码块中的内容，例如：

a = int(input())
b = int(input())
try:
    answer = a/b
except:
    print("We can't divide by zero!")
else:
    print(answer)

该段程序表示：先输入两个整数a和b，执行try代码块中的内容，计算整数a和b相除的结果，并将计算结果保存在变量answer中，如果b为 0 ，则try代码块中运行出现错误，程序执行except代码块中的内容，输出提醒信息We can’t divide by zero!，而不是t\fraceback中的内容。
当try代码块中的程序运行正确，即b不为 0 ，则执行else代码块的内容，将answer输出。
try-except-else代码块的原理大致如下：先运行try代码块中的程序内容，如果运行出错则执行except代码块中的程序内容，如果运行正确则执行else代码块中的程序内容。
如果您想了解更多有关异常处理的相关知识，请参考: 【美】Eric Matthes 著《 Python 编程——从入门到实践》第十章 。
编程要求
本关的编程任务是补全 src/Step3/test3.py 文件的代码，实现相应的功能。具体要求如下：
补充代码，体会 try-except-else 代码块编程过程；
要求：对输入的整数进行平方根运算，如果输入的整数是负数，则在except代码块中中输出We can’t take a root by minus ；如果输入的是正数，则正常输出平方根值。
本关涉及的代码文件 src/Step3/test3.py 的代码框架如下：

#coding=utf-8
import math
#输入整数a
a = int(input())
try:
    answer = math.sqrt(a)
# 请在此添加代码，实现编程要求
#********** Begin *********#
#********** End **********#

测试说明
本关的测试文件是 src/Step3/test3.py ，测试过程如下：
平台自动编译生成 test3.exe ；
平台运行 test3.exe ，并以标准输入方式提供测试输入；
平台获取 test3.exe 输出，并将其输出与预期输出对比。如果一致则测试通过，否则测试失败。
测试输入：
4
测试输出：
2.0
测试输入：
-4
测试输出：
We can’t take a root by minus
测试输入：
9
测试输出：
3.0
测试输入：
-9
测试输出：
We can’t take a root by minus
开始你的任务吧，祝你成功！
参考代码：

#coding=utf-8
import math
#输入整数a
a = int(input())
try:
    answer = math.sqrt(a)
# 请在此添加代码，实现编程要求
#********** Begin *********#
except:
    print("We can't take a root by minus")
else:
    print(answer)
#********** End **********#