Python基础之 8. 异常、模块
1. 异常
1. 异常介绍
demo：打开一个不存在的文件123.txt，当找不到123.txt 文件时，就会抛出给我们一个IOError类型的错误，No such file or directory：123.txt （没有123.txt这样的文件或目录）
异常：
当Python检测到一个错误时，解释器就无法继续执行了，反而出现了一些错误的提示，这就是所谓的"异常"。
2. 捕获异常
1. 捕获异常 try…except…
看如下示例：
try:print('-----test--1---')open('123.txt','r')print('-----test--2---')
except IOError:pass
运行结果：
说明：
此程序看不到任何错误，因为用except 捕获到了IOError异常，并添加了处理的方法
pass 表示实现了相应的实现，但什么也不做；如果把pass改为print语句，那么就会输出其他信息
小总结：
- 把可能出现问题的代码，放在try中
- 把处理异常的代码，放在except中
2. except捕获多个异常
看如下示例：
try:print(num)
except IOError:print('产生错误了')
运行结果如下：
想一想:
上例程序，已经使用except来捕获异常了，为什么还会看到错误的信息提示？
答：
except捕获的错误类型是IOError，而此时程序产生的异常为 NameError ，所以except没有生效
修改后的代码为:
try:print(num)
except NameError:print('产生错误了')
运行结果如下：
实际开发中，捕获多个异常的方式，如下：
try:print('-----test--1---')open('123.txt','r') # 如果123.txt文件不存在，那么会产生 IOError 异常print('-----test--2---')print(num)# 如果num变量没有定义，那么会产生 NameError 异常except (IOError,NameError): #如果想通过一次except捕获到多个异常可以用一个元组的方式
注意：
- 当捕获多个异常时，可以把要捕获的异常的名字，放到except 后，并使用元组的方式仅进行存储
3. 获取异常的信息描述
4. 捕获所有异常
5. else
咱们应该对else并不陌生，在if中，它的作用是当条件不满足时执行的实行；同样在try…except…中也是如此，即如果没有捕获到异常，那么就执行else中的事情。
try:num = 100print num
except NameError as errorMsg:print('产生错误了:%s'%errorMsg)
else:print('没有捕获到异常，真高兴')
运行结果：
6. try…finally…
try…finally…语句用来表达这样的情况：
在程序中，如果一个段代码必须要执行，即无论异常是否产生都要执行，那么此时就需要使用finally。 比如文件关闭，释放锁，把数据库连接返还给连接池等
demo：
import time
try:f = open('test.txt')try:while True:content = f.readline()if len(content) == 0:breaktime.sleep(2)print(content)except:#如果在读取文件的过程中，产生了异常，那么就会捕获到#比如 按下了 ctrl+cpassfinally:f.close()print('关闭文件')
except:print("没有这个文件")
说明：
- test.txt文件中每一行数据打印，但是我有意在每打印一行之前用time.sleep方法暂停2秒钟。这样做的原因是让程序运行得慢一些。在程序运行的时候，按Ctrl+c中断（取消）程序。
- 我们可以观察到KeyboardInterrupt异常被触发，程序退出。但是在程序退出之前，finally从句仍然被执行，把文件关闭。
3. 异常的传递
1. try嵌套中
import time
try:f = open('test.txt')try:while True:content = f.readline()if len(content) == 0:breaktime.sleep(2)print(content)finally:f.close()print('关闭文件')
except:print("没有这个文件")
运行结果：
In [26]: import time
...: try:
...: f = open('test.txt')
...: try:
...: while True:
...: content = f.readline()
...: if len(content) == 0:
...: break
...: time.sleep(2)
...: print(content)
...: finally:
...: f.close()
...: print('关闭文件')
...: except:
...: print("没有这个文件")
...: finally:
...: print("最后的finally")
...:
xxxxxxx--->这是test.txt文件中读取到信息
^C关闭文件
没有这个文件
最后的finally
2. 函数嵌套调用中
def test1():print("----test1-1----")print(num)print("----test1-2----")def test2():print("----test2-1----")test1()print("----test2-2----")def test3():try:print("----test3-1----")test1()print("----test3-2----")except Exception as result:print("捕获到了异常，信息是:%s"%result)print("----test3-2----")test3()
print("------华丽的分割线-----")
test2()运行结果：
Traceback (most recent call last):File "F:/python/test_project/basic/test1.py", line 26, in <module>test2()File "F:/python/test_project/basic/test1.py", line 9, in test2test1()File "F:/python/test_project/basic/test1.py", line 3, in test1print(num)
NameError: name 'num' is not defined
----test3-1----
----test1-1----
捕获到了异常，信息是:name 'num' is not defined
----test3-2----
------华丽的分割线-----
----test2-1----
----test1-1----
总结：
- 如果try嵌套，那么如果里面的try没有捕获到这个异常，那么外面的try会接收到这个异常，然后进行处理，如果外边的try依然没有捕获到，那么再进行传递。
- 如果一个异常是在一个函数中产生的，例如函数A---->函数B---->函数C,而异常是在函数C中产生的，那么如果函数C中没有对这个异常进行处理，那么这个异常会传递到函数B中，如果函数B有异常处理那么就会按照函数B的处理方式进行执行；如果函数B也没有异常处理，那么这个异常会继续传递，以此类推。。。如果所有的函数都没有处理，那么此时就会进行异常的默认处理，即通常见到的那样。
- 注意观察上述代码，当调用test3函数时，在test1函数内部产生了异常，此异常被传递到test3函数中完成了异常处理，而当异常处理完后，并没有返回到函数test1中进行执行，而是在函数test3中继续执行。
3. 抛出自定义的异常
你可以用raise语句来引发一个异常。异常/错误对象必须有一个名字，且它们应是Error或Exception类的子类
下面是一个引发异常的例子：
class ShortInputException(Exception):'''自定义的异常类'''def __init__(self, length, atleast):#super().__init__()self.length = lengthself.atleast = atleastdef main():try:s = input('请输入 --> ')if len(s) < 3:# raise引发一个你定义的异常raise ShortInputException(len(s), 3)except ShortInputException as result:#x这个变量被绑定到了错误的实例print('ShortInputException: 输入的长度是 %d,长度至少应是 %d'% (result.length, result.atleast))else:print('没有异常发生.')main()
运行结果：
请输入 -->
ShortInputException: 输入的长度是 0,长度至少应是 3请输入 --> a
ShortInputException: 输入的长度是 1,长度至少应是 3请输入 --> abc
没有异常发生.请输入 --> hello
没有异常发生.
注意
- 以上程序中，关于代码#super().init()的说明：
这一行代码，可以调用也可以不调用，建议调用，因为__init__方法往往是用来对创建完的对象进行初始化工作，如果在子类中重写了父类的__init__方法，即意味着父类中的很多初始化工作没有做，这样就不保证程序的稳定了，所以在以后的开发中，如果重写了父类的__init__方法，最好是先调用父类的这个方法，然后再添加自己的功能。
2. 模块
1. 模块介绍
1. Python中的模块
有过C语言编程经验的朋友都知道在C语言中如果要引用sqrt函数，必须用语句
#include <math.h>
引入 math.h 这个头文件，否则是无法正常进行调用的。
那么在Python中，如果要引用一些其他的函数，该怎么处理呢？
在Python中有一个概念叫做模块（module），这个和C语言中的头文件以及Java中的包很类似，比如在Python中要调用sqrt函数，必须用import关键字引入math这个模块，下面就来了解一下Python中的模块。
说的通俗点：模块就好比是工具包，要想使用这个工具包中的工具(就好比函数)，就需要导入这个模块。
2. import
在Python中用关键字import来引入某个模块，比如要引用模块math，就可以在文件最开始的地方用import math来引入。
形如:
import module1,mudule2...
当解释器遇到import语句，如果模块在当前的搜索路径就会被导入。
在调用math模块中的函数时，必须这样引用：
模块名.函数名
想一想：
为什么必须加上模块名调用呢？
答：
因为可能存在这样一种情况：在多个模块中含有相同名称的函数，此时如果只是通过函数名来调用，解释器无法知道到底要调用哪个函数。所以如果像上述这样引入模块的时候，调用函数必须加上模块名
import math#这样会报错
print sqrt(2)#这样才能正确输出结果
print math.sqrt(2)
有时候我们只需要用到模块中的某个函数，只需要引入该函数即可，此时可以用下面方法实现：
from 模块名 import 函数名1,函数名2....
不仅可以引入函数，还可以引入一些全局变量、类等
注意：
- 通过这种方式引入的时候，调用函数时只能给出函数名，不能给出模块名，但是当两个模块中含有相同名称函数的时候，后面一次引入会覆盖前一次引入。也就是说假如模块A中有函数function( )，在模块B中也有函数function( )，如果引入A中的function在先、B中的function在后，那么当调用function函数的时候，是去执行模块B中的function函数。
- 如果想一次性引入math中所有的东西，还可以通过from math import *来实现
3. from…import
Python的from语句让你从模块中导入一个指定的部分到当前命名空间中
语法如下：
from modname import name1[, name2[, ... nameN]]
例如，要导入模块fib的fibonacci函数，使用如下语句：
from fib import fibonacci
注意：
不会把整个fib模块导入到当前的命名空间中，它只会将fib里的fibonacci单个引入
4. from … import *
把一个模块的所有内容全都导入到当前的命名空间也是可行的，只需使用如下声明：
from modname import *
注意
这提供了一个简单的方法来导入一个模块中的所有项目。然而这种声明不该被过多地使用。
5. as
In [1]: import time as ttIn [2]: time.sleep(1)
---------------------------------------------------------------------------
NameError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-2-07a34f5b1e42> in <module>()
----> 1 time.sleep(1)NameError: name 'time' is not definedIn [3]: In [3]: In [3]: tt.sleep(1)In [4]: In [4]: In [4]: from time import sleep as spIn [5]: sleep(1)
---------------------------------------------------------------------------
NameError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-5-82e5c2913b44> in <module>()
----> 1 sleep(1)NameError: name 'sleep' is not definedIn [6]: In [6]: In [6]: sp(1)In [7]:
6. 定位模块
当你导入一个模块，Python解析器对模块位置的搜索顺序是：
- 当前目录
- 如果不在当前目录，Python则搜索在shell变量PYTHONPATH下的每个目录。
- 如果都找不到，Python会察看默认路径。UNIX下，默认路径一般为/usr/local/lib/python/。
- 模块搜索路径存储在system模块的sys.path变量中。变量里包含当前目录，PYTHONPATH和由安装过程决定的默认目录。
2. 模块制作
1. 定义自己的模块
在Python中，每个Python文件都可以作为一个模块，模块的名字就是文件的名字。
比如有这样一个文件test.py，在test.py中定义了函数add
test.py
def add(a,b):return a+b
2. 调用自己定义的模块
那么在其他文件中就可以先import test，然后通过test.add(a,b)来调用了，当然也可以通过from test import add来引入
main.py
import testresult = test.add(11,22)
print(result)
3. 测试模块
在实际开中，当一个开发人员编写完一个模块后，为了让模块能够在项目中达到想要的效果，这个开发人员会自行在py文件中添加一些测试信息，例如：
test.py
def add(a,b):return a+b# 用来进行测试
ret = add(12,22)
print('int test.py file,,,,12+22=%d'%ret)
如果此时，在其他py文件中引入了此文件的话，想想看，测试的那段代码是否也会执行呢！
main.py
import testresult = test.add(11,22)
print(result)
运行现象：
(venv) F:\python\test_project\basic>python main.py
int test.py file,,,,12+22=34
33
至此，可发现test.py中的测试代码，应该是单独执行test.py文件时才应该执行的，不应该是其他的文件中引用而执行。
为了解决这个问题，python在执行一个文件时有个变量__name__
直接运行此文件：
在其他文件中import此文件：
总结：
- 可以根据__name__变量的结果能够判断出，是直接执行的python脚本还是被引入执行的，从而能够有选择性的执行测试代码。
3. 模块中的__all__
1. 没有__all__
2. 模块中有__all__
总结
- 如果一个文件中有__all__变量，那么也就意味着这个变量中的元素，不会被from xxx import *时导入。
4. python中的包
1. 引入包
1. 有2个模块功能有联系，就把它们放到一个文件夹下
Windows使用 dir 查看当前目录下的文件
2. 使用import 文件.模块 的方式导入
import package.recvmsg
3. 使用from 文件夹 import 模块 的方式导入
from package import recvmsg
4. 在msg文件夹下创建__init__.py文件
知识点：
Linux或Mac系统：touch __init__.py
Windows系统：echo.> __init__.pyLinux或Mac系统创建文件夹： mkdir xxx
Windows系统创建文件夹： md xxx 或 mkdir xxx
总结：
- 包将有联系的模块组织在一起，即放到同一个文件夹下，并且在这个文件夹创建一个名字为__init__.py 文件，那么这个文件夹就称之为包。
- 有效避免模块名称冲突问题，让应用组织结构更加清晰
2. 文件__init__.py有什么用
作用：文件__init__.py 控制着包的导入行为。
1. 文件__init__.py为空
仅仅是把这个包导入，不会导入包中的模块。
2. 使用__all__
在__init__.py文件中，定义一个__all__变量，它控制着 from 包名 import *时导入的模块。
3. 可以在__init__.py文件中编写内容
可以在这个文件中编写语句，当导入时，这些语句就会被执行。
4. 可以控制导入其他模块
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