简图记录python基础（二）类、模块与包、异常处理

python基础&＃xff08;一&＃xff09;数据结构、控制流、函数:https://blog.csdn.net/runafterhit/article/details/94908703


一 类

1、概念

&＃xff08;1&＃xff09;类&＃xff1a;定义类是通过class关键字完成。类似c&＃43;&＃43;&＃xff0c;类由数据&＃xff08;属性&＃xff09;和函数&＃xff08;方法&＃xff09;的组成&＃xff0c;使用dir(‘类名’)可以查看类的全部属性和方法&＃xff0c;创建一个新类意味着创建该类型的实例&＃xff0c;也叫类的实例化 。每个类都带有一个__init__函数&＃xff0c;在实例时调用对类进行初始化&＃xff0c;类似C&＃43;&＃43;构造函数。
&＃xff08;2&＃xff09;python类继承机制允许多个基类&＃xff0c;派生类可以覆盖它基类的任何方法&＃xff0c;一个方法可以调用基类中相同名称的的方法。对象可以包含任意数量和类型的数据。和模块一样&＃xff0c;类也拥有 Python 天然的动态特性&＃xff1a;它们在运行时创建&＃xff0c;可以在创建后修改。
&＃xff08;3&＃xff09;访问限制&＃xff0c;属性的名称前加上两个下划线__&＃xff0c;就变成了一个私有变量&＃xff08;private&＃xff09;&＃xff0c;只有内部可以访问&＃xff0c;外部不能访问。&＃xff08;实际的实现就是给名字加了字段修改了名字&＃xff0c;不同版本字段不同&＃xff09;

class Dog:def __init__(self): #self 表示创建的实例本身&＃xff0c;类似this指针self.color &＃61; &＃39;while&＃39; # 定义属性 白色self.__name &＃61; &＃39;peter&＃39; # 定义私有属性def eat(self): # 定义方法&＃xff0c;没有self相当于静态方法&＃xff0c;只能通过类对象调用print (&＃39;i am is eat\n&＃39;)my_dog &＃61; Dog() # 类 的 实例化
my_dog.eat() # 输出 i am is eat
my_dog.__name # 编译报错 &＃39;Dog&＃39; object has no attribute &＃39;__name&＃39;


>>> dir (&＃39;str&＃39;)
[&＃39;__add__&＃39;, &＃39;__class__&＃39;, &＃39;__contains__&＃39;, &＃39;__delattr__&＃39;, &＃39;__dir__&＃39;, &＃39;__doc__&＃39;, &＃39;__eq__&＃39;, &＃39;__format__&＃39;, &＃39;__ge__&＃39;, &＃39;__getattribute__&＃39;, &＃39;__getitem__&＃39;, &＃39;__getnewargs__&＃39;, &＃39;__gt__&＃39;, &＃39;__hash__&＃39;, &＃39;__init__&＃39;, &＃39;__init_subclass__&＃39;, &＃39;__iter__&＃39;, &＃39;__le__&＃39;, &＃39;__len__&＃39;, &＃39;__lt__&＃39;, &＃39;__mod__&＃39;, &＃39;__mul__&＃39;, &＃39;__ne__&＃39;, &＃39;__new__&＃39;, &＃39;__reduce__&＃39;, &＃39;__reduce_ex__&＃39;, &＃39;__repr__&＃39;, &＃39;__rmod__&＃39;, &＃39;__rmul__&＃39;, &＃39;__setattr__&＃39;, &＃39;__sizeof__&＃39;, &＃39;__str__&＃39;, &＃39;__subclasshook__&＃39;, &＃39;capitalize&＃39;, &＃39;casefold&＃39;, &＃39;center&＃39;, &＃39;count&＃39;, &＃39;encode&＃39;, &＃39;endswith&＃39;, &＃39;expandtabs&＃39;, &＃39;find&＃39;, &＃39;format&＃39;, &＃39;format_map&＃39;, &＃39;index&＃39;, &＃39;isalnum&＃39;, &＃39;isalpha&＃39;, &＃39;isascii&＃39;, &＃39;isdecimal&＃39;, &＃39;isdigit&＃39;, &＃39;isidentifier&＃39;, &＃39;islower&＃39;, &＃39;isnumeric&＃39;, &＃39;isprintable&＃39;, &＃39;isspace&＃39;, &＃39;istitle&＃39;, &＃39;isupper&＃39;, &＃39;join&＃39;, &＃39;ljust&＃39;, &＃39;lower&＃39;, &＃39;lstrip&＃39;, &＃39;maketrans&＃39;, &＃39;partition&＃39;, &＃39;replace&＃39;, &＃39;rfind&＃39;, &＃39;rindex&＃39;, &＃39;rjust&＃39;, &＃39;rpartition&＃39;, &＃39;rsplit&＃39;, &＃39;rstrip&＃39;, &＃39;split&＃39;, &＃39;splitlines&＃39;, &＃39;startswith&＃39;, &＃39;strip&＃39;, &＃39;swapcase&＃39;, &＃39;title&＃39;, &＃39;translate&＃39;, &＃39;upper&＃39;, &＃39;zfill&＃39;]


2、面向对象的三大基本特征

&＃xff08;1&＃xff09;封装&＃xff1a;隐藏对象的属性和实现细节&＃xff0c;仅对外公开接口&＃xff0c;控制在程序中属性的读和修改的访问级别&＃xff0c;将抽象得到的数据和行为&＃xff08;或功能&＃xff09;相结合&＃xff0c;目的是增强安全性和简化编程&＃xff0c;使用者不必了解具体的实现细节&＃xff0c;而只是要通过外部接口&＃xff0c;以特定的访问权限来使用类的成员。
&＃xff08;2&＃xff09;继承 &＃xff1a;以一个类为基础创建新的类&＃xff0c;子类会继承父类的全部属性和方法&＃xff0c;继承机制可以很好的描述一个类的生态&＃xff0c;也提高了代码复用率。
&＃xff08;3&＃xff09;多态&＃xff1a;多态其实是在继承的基础上的&＃xff0c;指一个类实例&＃xff08;对象&＃xff09;的相同方法在不同情形有不同表现形式&＃xff0c;实现多态有二种方式&＃xff0c;覆盖&＃xff0c;重载。覆盖&＃xff0c;是指子类重新定义父类的虚函数的做法。重载&＃xff0c;是指允许存在多个同名函数&＃xff0c;而这些函数的参数表不同&＃xff08;或许参数个数不同&＃xff0c;或许参数类型不同&＃xff0c;或许两者都不同&＃xff09;。

class Ball:def __init__(self, size, color): self.size &＃61; sizeself.color &＃61; color def setName(self, name):self.name &＃61; namedef play(self):print(&＃39;play ball\n&＃39;)class BasketBall(Ball):def __init__(self): super().__init__(10, &＃39;red&＃39;) # super可以引用父类的def play(self):print(&＃39;play basketball\n&＃39;)def shootBall(self):print (&＃39;shoot the basketball\n&＃39;)myBasketball &＃61; BasketBall()
myBasketball.setName(&＃39;myBasketball&＃39;) # 继承ball的方法
print (myBasketball.name) # 输出 myBasketball
myBasketball.shootBall() # 子类新增的方法&＃xff0c;输出 shoot the basketball
myBasketball.play() # 覆盖了父类方法&＃xff0c;输出 play basketball


3、其他面向对象特性

&＃xff08;1&＃xff09;python的类&＃xff0c;类对象&＃xff0c;实例对象的关系。
当定位完类后&＃xff0c;直接对类名.属性/方法 进行操作 表示 针对类对象操作。对类进行实例化创建该类的实例对象&＃xff0c;对实例对象操作为对实例的操作行为。绝大部分情况下&＃xff0c;大家都应该对实例进行操作 &＃xff0c;而非对类对象进行操作。
定义属性时&＃xff0c;类下声明的类属性&＃xff0c;实例对象可以调用这个变量但不能修改&＃xff0c;只有类对象才有资格修改类的属性。实例对象尝试修改了类属性&＃xff0c;实际是创建了一个实例的新属性。

class MyCnt:count &＃61; 10 #类属性 可以由所有对象访问&＃xff0c;但实例对象不能修改&＃xff0c;类对象可以def __init__(self):self.instance_count &＃61; 0 # &＃xff08;实例&＃xff09;对象属性&＃xff0c;每个实例对象各自的属性a &＃61; MyCnt() # 创建3个实例对象
b &＃61; MyCnt()
c &＃61; MyCnt()c.count &＃43;&＃61; 10 # 修改了类属性&＃xff0c;实际是创建了一个实例的新属性
print (a.count) # 输出 10
print (b.count) # 输出 10
print (c.count) # 输出 20
MyCnt.count &＃43;&＃61; 20 # 操作 类对象 操作 类属性
print (a.count) # 输出 30
print (b.count) # 输出 30
print (c.count) # 输出 20 &＃xff0c;由于是实例的属性&＃xff0c;并未被修改


二 模块与包

1、概念

任何一个大型项目 都会拆解为各种模块&＃xff0c;通过各自的源文件管理。
模块&＃xff1a;一个包含Python定义和语句的文件。文件名就是模块名后跟文件后缀 .py 。在一个模块内部&＃xff0c;模块名&＃xff08;作为一个字符串&＃xff09;可以通过全局变量 name 的值获得。直接执行的入口文件__name__ 为__main__&＃xff0c;因此也可以通过是否为main来确定是单独执行当前文件 还是被调用&＃xff0c;可以辅助作为自测文件判断条件 进行测试。

def get_max(num1, num2):if num1 >&＃61; num2:return num1else:return num2def test():print (&＃39;the max in 1 , 2 is &＃39; &＃43; str(get_max(1, 2)))if __name__ &＃61;&＃61; &＃39;__main__&＃39;:test()


包&＃xff1a;可以理解为管理 包含子包&＃xff08;子文件夹&＃xff09;和 模块 &＃xff08;python文件&＃xff09;的 文件夹 抽象。
包是一种通过用“带点号的模块名”来构造 Python 模块命名空间的方法&＃xff0c;能很好的解决模块过多后模块重命名问题。块名 A.B 表示 A 包中名为 B 的子模块。必须要有 init.py 文件才能让 Python 将包含该文件的目录当作包。在最简单的情况下__init__.py 可以只是一个空文件。

sound/ Top-level package__init__.py Initialize the sound packageformats/ Subpackage for file format conversions__init__.pywavread.pywavwrite.pyaiffread.py...filters/ Subpackage for filters__init__.pyequalizer.pyvocoder.py...


2、模块和包的导入

模块被导入的时候&＃xff0c;解释器首先寻找具有该名称的内置模块&＃xff0c;非内置模块的导入会按照系统路径进行查找导入&＃xff0c;可以通过sys.path查看。
导入方式如下&＃xff1a;&＃xff08;1&＃xff09;通过import 模块名 可以导入模块&＃xff1b;用模块名引用模块中的函数&＃xff0c;如fibo.fib(1000)。&＃xff08;2&＃xff09;使用from 模块名 import 函数名称&＃xff0c;此时可以直接使用该函数&＃xff0c;如fib(1000)&＃xff0c;此处可以使用*通配符来引用某个模块的全部函数如 from fibo import *&＃xff0c;但是不建议这样使用防止冲突覆盖。&＃xff08;3&＃xff09;使用 import 模块名 as 新命名空间&＃xff0c;可以使用新命名空间来引用函数。

#当fibo模块中存在一个fib函数 需要使用
import fibo # 可以用模块名fibo引用模块中的函数&＃xff0c;如fibo.fib(1000)
from fibo import fibo # 可以直接使用函数名进行访问&＃xff0c;fib(1000)
import fibo as fo # 可以用新命名空间fo引用模块中的函数&＃xff0c;如fo.fib(1000)


包的导入类似模块。

import sound.effects.echo # 这会加载子模块 sound包中的effects包的echo模块 &＃xff0c;但引用它时必须使用它的全名
sound.effects.echo.echofilter(input, output, delay&＃61;0.7, atten&＃61;4)
from sound.effects import echo # 加载子模块 echo &＃xff0c;并使其在没有包前缀的情况下可用
echo.echofilter(input, output, delay&＃61;0.7, atten&＃61;4)
from sound.effects.echo import echofilter # 直接导入函数
echofilter(input, output, delay&＃61;0.7, atten&＃61;4)


三 异常处理

1、概念

异常与错误&＃xff1a;解析脚本过程语法错误又称解析错误&＃xff0c;在执行脚本语句过程检测到的错误被称为异常&＃xff0c;比如除0或者打开文件失败。python的异常处理相关语句主要包括&＃xff1a;1、异常捕获try expect语句 2、异常抛出 raise语句 。
异常有不同的类型&＃xff0c;而其类型名称将会作为错误信息的一部分中打印出来。所有异常必须为一个派生自 BaseException 的类的实例。常见的内置异常类型如下&＃xff1a;

AssertionError&＃xff1a;当 assert 语句失败时将被引发&＃xff1b;
IndexError&＃xff1a;当序列抽取超出范围时将被引发&＃xff1b;
KeyboardInterrupt&＃xff1a;当用户按下中断键 (通常为 Control-C 或 Delete) 时将被引发
MemoryError&＃xff1a;当一个操作耗尽内存但情况仍可&＃xff08;通过删除一些对象&＃xff09;进行挽救时将被引发。
NameError&＃xff1a;当某个局部或全局名称未找到时将被引发
OSError&＃xff1a;系统函数错误引发&＃xff0c;如 I/O 操作失败 "文件未找到" 或 "磁盘已满" 等
ZeroDivisionError&＃xff1a;当除零时错误将被引发


2、try expect 异常捕捉语句

通过try expect &＃xff08;else&＃xff09;&＃xff08;finally&＃xff09;来捕捉过程抛出的异常&＃xff0c;然后进行处理&＃xff0c;else和finally为可选子句&＃xff0c;finally用于定义必须在所有情况下执行的清理操作。
原理如下&＃xff1a;执行 try 子句 &＃xff08;try 和 except 关键字之间的&＃xff08;多行&＃xff09;语句&＃xff09;&＃xff0c;如果没有异常发生&＃xff0c;则跳过 except 子句 并完成 try 语句的执行。如果发生了异常&＃xff0c;则跳过该子句中剩下的部分。然后如果异常的类型和 except 关键字后面的异常匹配&＃xff0c;则执行 except 子句 &＃xff0c;然后继续执行 try 语句之后的代码。如果发生的异常和 except 子句中指定的异常不匹配&＃xff0c;则将其传递到外部的 try 语句中&＃xff1b;如果没有找到处理程序&＃xff0c;则它是一个 未处理异常&＃xff0c;执行将停止并显示错误消息。如果由finally语句&＃xff0c;发生异常后一定会执行&＃xff08; 常用于用于保证资源释放&＃xff09;&＃xff1b;

try:f &＃61; open("not exit file")print(f.read())f.close()
except ValueError: # 捕捉系统ValueError异常类型print ("ValueError")
except (TypeError, ZeroDivisionError): # 捕捉系统多种异常print ("TypeError or ZeroDivisionError")
except OSError as reason: # 捕捉系统OS异常类型print ("这里错误原因&＃xff1a;" &＃43; str(reason))
except :print (&＃39;process exception&＃39;)
else : # (可选语句)没有异常的时候处理流程print (&＃39;no error&＃39;)
finally: # (可选语句)无论如何都会执行的代码&＃xff0c;可用于回收资源等print (&＃39;error end, release the resoure\n&＃39;)
# 输出 &＃xff1a;
#这里错误原因&＃xff1a;[Errno 2] No such file or directory: &＃39;not exit file&＃39;
#error end, release the resoure

3、raise 异常抛出语句

raise 语句允许程序员强制发生指定的异常。raise 唯一的参数就是要抛出的异常。这个参数必须是一个异常实例或者是一个异常类&＃xff08;派生自 Exception 的类&＃xff09;。如果传递的是一个异常类&＃xff0c;它将通过调用没有参数的构造函数来隐式实例化。

try:raise NameError(&＃39;HiThere&＃39;)
except NameError as reasion:print(&＃39;exception NameError:&＃39; &＃43; str(reasion))# 输出 exception NameError:HiThere