Python读取文件中的负数教程 - 实用技巧

为什么需要专门处理负数？

在Python中读取文件中的数字时，负数需要特别处理，因为：

负号("-")是数字的一部分，需要与数字一起解析
直接使用split()方法可能会将负号与数字分离
科学计数法表示的负数需要特殊处理
不同格式的负数需要不同的转换方法

方法1：读取每行一个负数

当文件中每行只包含一个数字（可能是负数）时：

示例文件内容 (numbers.txt)

42
-15
3.14
-7.5
0
-100

Python代码实现

# 读取每行一个数字（包含负数）
def read_single_numbers(filename):
    numbers = []
    with open(filename, 'r') as file:
        for line in file:
            # 移除空白字符并尝试转换为浮点数
            stripped = line.strip()
            if stripped:  # 确保不是空行
                try:
                    num = float(stripped)
                    numbers.append(num)
                except ValueError:
                    print(f"无法转换: '{stripped}'")
    return numbers

# 使用示例
file_path = 'numbers.txt'
numbers = read_single_numbers(file_path)
print("读取到的数字:", numbers)
print("负数列表:", [num for num in numbers if num < 0])

方法2：处理每行多个负数

当一行中包含多个用空格/逗号分隔的数字（可能包含负数）时：

示例文件内容 (data.txt)

10 -5 3.2 -8.4
-15 7 -3.14 0
25.5 -10.1 42 -99

Python代码实现

def read_multiple_numbers(filename):
    all_numbers = []
    with open(filename, 'r') as file:
        for line in file:
            numbers = []
            # 分割行中的元素
            parts = line.split()
            for part in parts:
                try:
                    num = float(part)
                    numbers.append(num)
                except ValueError:
                    print(f"跳过无法转换的值: '{part}'")
            all_numbers.extend(numbers)
    return all_numbers

# 使用示例
file_path = 'data.txt'
numbers = read_multiple_numbers(file_path)
print("所有数字:", numbers)
print("负数列表:", [num for num in numbers if num < 0])

方法3：使用正则表达式处理复杂格式

当文件中包含文本、特殊字符和负数混合的情况：

示例文件内容 (mixed_data.txt)

记录1: 温度 -5.3°C, 湿度 45%
记录2: 海拔 -120m, 压力 101.3kPa
错误值: --15, 5-3, abc
记录3: 坐标 x: -120.45, y: 38.92

Python代码实现

import re

def extract_numbers_with_regex(filename):
    # 匹配整数、小数和科学计数法（包含负数）
    pattern = r'-?\d+\.?\d*|-?\.\d+|-?\d+[eE][-+]?\d+'
    numbers = []
    
    with open(filename, 'r') as file:
        for line in file:
            # 查找所有匹配的数字
            matches = re.findall(pattern, line)
            for match in matches:
                try:
                    num = float(match)
                    numbers.append(num)
                except ValueError:
                    print(f"转换失败: '{match}'")
    return numbers

# 使用示例
file_path = 'mixed_data.txt'
numbers = extract_numbers_with_regex(file_path)
print("提取到的数字:", numbers)
print("负数列表:", [num for num in numbers if num < 0])

最佳实践与注意事项

异常处理：始终使用try-except处理转换错误
数据验证：检查转换后的数字是否在预期范围内
性能考虑：对于大文件，使用生成器避免内存问题
编码问题：指定文件编码（如encoding='utf-8'）
负数表示：注意科学计数法（如-1.23e-4）
特殊字符：处理不同文化中的负号表示

完整示例：读取并分析温度数据

def analyze_temperature_data(filename):
    temperatures = []
    with open(filename, 'r') as file:
        for line in file:
            # 跳过空行和注释
            if not line.strip() or line.startswith('#'):
                continue
                
            # 提取温度值（假设每行格式：日期 温度）
            parts = line.split()
            if len(parts) >= 2:
                try:
                    temp = float(parts[1])
                    temperatures.append(temp)
                except ValueError:
                    print(f"无效温度值: {parts[1]}")
    
    if not temperatures:
        print("未找到有效温度数据")
        return
    
    # 计算统计数据
    min_temp = min(temperatures)
    max_temp = max(temperatures)
    avg_temp = sum(temperatures) / len(temperatures)
    negative_days = sum(1 for temp in temperatures if temp < 0)
    
    print(f"温度分析结果 ({len(temperatures)} 天):")
    print(f"最低温度: {min_temp}°C")
    print(f"最高温度: {max_temp}°C")
    print(f"平均温度: {avg_temp:.2f}°C")
    print(f"零下天数: {negative_days}")

# 使用示例
analyze_temperature_data('temperature_data.txt')