深入浅出Python——Python高级语法之异常、模块、包

小灰灰 2023-03-04 08:28 55阅读 0赞

前言：本博文主要讲解Python异常、模块、包，属于Python高级语法。基础语法见：[深入浅出Python——Python基础语法全解][Python_Python]，更多内容请访问博主的主页，谢谢！

### 文章目录 ###

*   *  一、了解异常
     *  二、异常的写法
     *   *  1. 语法
         *  2. 快速体验
         *  3. 捕获指定异常
         *   *  3.1 语法
             *  3.2 体验
             *  3.3 捕获多个指定异常
             *  3.4 捕获异常描述信息
             *  3.5 捕获所有异常
         *  4. 异常的else
         *  5. 异常的finally
     *  三、异常的传递
     *  四、自定义异常
     *  五、模块
     *   *  1. 导入模块
         *   *  1.1 导入模块的方式
             *  1.2 导入方式详解
             *   *  1.2.1 import
                 *  1.2.2 from..import..
                 *  1.2.3 from..import \*
                 *  1.2.4 from..import \*
         *  2. 制作模块
         *   *  2.1 定义模块
             *  2.2 测试模块
             *  2.3 调用模块
             *  2.4 调用模块
         *  3. 模块定位顺序
         *  4. \`\_\_all\_\_\`
     *  六、包
     *   *  1. 制作包
         *   *  1.1 快速体验
             *  1.2 导入包
             *   *  1.2.1 方法一
                 *  1.2.2 方法二
     *  七、总结
     *   *  1. 异常
         *  2. 模块、包

## 一、了解异常 ##

当检测到一个错误时，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"。

例如：以`r`方式打开一个不存在的文件。

FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: 'test.txt'

## 二、异常的写法 ##

### 1. 语法 ###

try:
        可能发生错误的代码
    except:
        如果出现异常执行的代码

### 2. 快速体验 ###

需求：尝试以`r`模式打开文件，如果文件不存在，则以`w`方式打开。

try:
        f = open('test.txt', 'r')
    except:
        f = open('test.txt', 'w')

### 3. 捕获指定异常 ###

#### 3.1 语法 ####

try:
        可能发生错误的代码
    except 异常类型:
        如果捕获到该异常类型执行的代码

#### 3.2 体验 ####

try:
        print(num)
    except NameError:
        print('有错误')

> 注意：
> 
> 1.  如果尝试执行的代码的异常类型和要捕获的异常类型不一致，则无法捕获异常。
> 2.  一般try下方只放一行尝试执行的代码。

#### 3.3 捕获多个指定异常 ####

当捕获多个异常时，可以把要捕获的异常类型的名字，放到`except`后，并使用元组的方式进行书写。

try:
        print(1/0)
    
    except (NameError, ZeroDivisionError):
        print('有错误')

#### 3.4 捕获异常描述信息 ####

try:
        print(num)
    except (NameError, ZeroDivisionError) as result:
        print(result)

#### 3.5 捕获所有异常 ####

`Exception`是所有程序异常类的父类。

try:
        print(num)
    except Exception as result:
        print(result)

### 4. 异常的else ###

`else`表示的是如果没有异常要执行的代码。

try:
        print(1)
    except Exception as result:
        print(result)
    else:
        print('我是else，是没有异常的时候执行的代码')

### 5. 异常的finally ###

`finally`表示的是无论是否异常都要执行的代码，例如关闭文件。

try:
        f = open('test.txt', 'r')
    except Exception as result:
        f = open('test.txt', 'w')
    else:
        print('没有异常，真开心')
    finally:
        f.close()

## 三、异常的传递 ##

需求：

1. 尝试只读方式打开test.txt文件，如果文件存在则读取文件内容，文件不存在则提示用户即可。

2. 读取内容要求：尝试循环读取内容，读取过程中如果检测到用户意外终止程序，则`except`捕获异常并提示用户。

import time
    try:
        f = open('test.txt')
        try:
            while True:
                content = f.readline()
                if len(content) == 0:
                    break
                time.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+c
            print('意外终止了读取数据')
        finally:
            f.close()
            print('关闭文件')
    except:
        print("没有这个文件")

## 四、自定义异常 ##

在Python中，抛出自定义异常的语法为`raise 异常类对象`。

需求：密码长度不足，则报异常（用户输入密码，如果输入的长度不足3位，则报错，即抛出自定义异常，并捕获该异常）。

# 自定义异常类，继承Exception
    class ShortInputError(Exception):
        def __init__(self, length, min_len):
            self.length = length
            self.min_len = min_len
    
        # 设置抛出异常的描述信息
        def __str__(self):
            return f'你输入的长度是{self.length}, 不能少于{self.min_len}个字符'
    
    
    def main():
        try:
            con = input('请输入密码：')
            if len(con) < 3:
                raise ShortInputError(len(con), 3)
        except Exception as result:
            print(result)
        else:
            print('密码已经输入完成')
    
    
    main()

## 五、模块 ##

Python 模块(Module)，是一个 Python 文件，以 .py 结尾，包含了 Python 对象定义和Python语句。

模块能定义函数，类和变量，模块里也能包含可执行的代码。

### 1. 导入模块 ###

#### 1.1 导入模块的方式 ####

*  import 模块名
 *  import 模块名1, 模块名2（不建议使用，非PEP8规范）
 *  from 模块名 import 功能名
 *  from 模块名 import \*
 *  import 模块名 as 别名
 *  from 模块名 import 功能名 as 别名

#### 1.2 导入方式详解 ####

##### 1.2.1 import #####

*  语法

# 1. 导入模块
    import 模块名
    import 模块名1, 模块名2...
    
    # 2. 调用功能
    模块名.功能名()

*  体验

import math
    print(math.sqrt(9))  # 3.0

##### 1.2.2 from…import… #####

*  语法

from 模块名 import 功能1, 功能2, 功能3...

*  体验

from math import sqrt
    print(sqrt(9))

##### 1.2.3 from…import \* #####

*  语法

from 模块名 import *

*  体验

from math import *
    print(sqrt(9))

##### 1.2.4 from…import \* #####

*  语法

# 模块定义别名
    import 模块名 as 别名
    
    # 功能定义别名
    from 模块名 import 功能 as 别名

*  体验

# 模块别名
    import time as tt
    
    tt.sleep(2)
    print('hello')
    
    # 功能别名
    from time import sleep as sl
    sl(2)
    print('hello')

### 2. 制作模块 ###

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。**也就是说自定义模块名必须要符合标识符命名规则。**

#### 2.1 定义模块 ####

新建一个Python文件，命名为`my_module1.py`，并定义`testA`函数。

def testA(a, b):
        print(a + b)

#### 2.2 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，在`my_module1.py`文件中添加测试代码。

def testA(a, b):
        print(a + b)
    
    
    testA(1, 1)

此时，无论是当前文件，还是其他已经导入了该模块的文件，在运行的时候都会自动执行`testA`函数的调用。

解决办法如下：

def testA(a, b):
        print(a + b)
    
    # 只在当前文件中调用该函数，其他导入的文件内不符合该条件，则不执行testA函数调用
    if __name__ == '__main__':
        testA(1, 1)

#### 2.3 调用模块 ####

import my_module1
    my_module1.testA(1, 1)

#### 2.4 调用模块 ####

如果使用`from .. import ..`或`from .. import *`导入多个模块的时候，且模块内有同名功能。当调用这个同名功能的时候，调用到的是后面导入的模块的功能。

# 模块1代码
    def my_test(a, b):
        print(a + b)
    
    # 模块2代码
    def my_test(a, b):
        print(a - b)
       
    # 导入模块和调用功能代码
    from my_module1 import my_test
    from my_module2 import my_test
    
    # my_test函数是模块2中的函数
    my_test(1, 1)

### 3. 模块定位顺序 ###

当导入一个模块，Python解析器对模块位置的搜索顺序是：

1.  当前目录
2.  如果不在当前目录，Python则搜索在shell变量PYTHONPATH下的每个目录。
3.  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。

*  注意
    
     *  自己的文件名不要和已有模块名重复，否则导致模块功能无法使用
     *  `使用from 模块名 import 功能`的时候，如果功能名字重复，调用到的是最后定义或导入的功能。

### 4. `__all__` ###

如果一个模块文件中有`__all__`变量，当使用`from xxx import *`导入时，只能导入这个列表中的元素。

*  my\_module1模块代码

__all__ = ['testA']
    
    
    def testA():
        print('testA')
    
    
    def testB():
        print('testB')

*  导入模块的文件代码

from my_module1 import *
    testA()
    testB()
    # NameError: name 'testB' is not defined

## 六、包 ##

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。

### 1. 制作包 ###

\[New\] — \[Python Package\] — 输入包名 — \[OK\] — 新建功能模块(有联系的模块)。

注意：新建包后，包内部会自动创建`__init__.py`文件，这个文件控制着包的导入行为。

#### 1.1 快速体验 ####

1.  新建包`mypackage`
2.  新建包内模块：`my_module1` 和 `my_module2`
3.  模块内代码如下

# my_module1
    print(1)
    
    
    def info_print1():
        print('my_module1')

# my_module2
    print(2)
    
    
    def info_print2():
        print('my_module2')

#### 1.2 导入包 ####

##### 1.2.1 方法一 #####

import 包名.模块名
    
    包名.模块名.目标

import my_package.my_module1
    
    my_package.my_module1.info_print1()

##### 1.2.2 方法二 #####

注意：必须在`__init__.py`文件中添加`__all__ = []`，控制允许导入的模块列表。

from 包名 import *
    模块名.目标

from my_package import *
    
    my_module1.info_print1()

## 七、总结 ##

### 1. 异常 ###

*  异常语法

try:
      	可能发生异常的代码
    except:
      	如果出现异常执行的代码
    else:
      	没有异常执行的代码
    finally:
      	无论是否异常都要执行的代码

*  捕获异常

except 异常类型:
      	代码
    
    except 异常类型 as xx:
    		代码

*  自定义异常

# 1. 自定义异常类
    class 异常类类名(Exception):
      	代码
        
        # 设置抛出异常的描述信息
        def __str__(self):
          return ...
    
    
    # 2. 抛出异常
    raise 异常类名()
    
    # 捕获异常
    except Exception...

### 2. 模块、包 ###

*  导入模块方法

import 模块名
    
    from 模块名 import 目标
    
    from 模块名 import *

*  导入包

import 包名.模块名
    
    from 包名 import *

*  `__all__ = []` ：允许导入的模块或功能列表

[Python_Python]: https://luckylifes.blog.csdn.net/article/details/107044216