8.1. 练习:设计类
8.2. 工厂模式
8.3. __new__方法
8.4. 单例模式
8.5. 异常介绍
8.6. 捕获异常
8.7. 异常的传递
8.8. 抛出自定义的异常
8.9. 异常处理中抛出异常
8.10. 模块介绍
8.11. 模块制作
8.12. 模块中的__all__
8.13. python中的包
8.14. 模块发布
8.15. 模块安装、使用
1. 设计一个卖车的4S店,该怎样做呢?
# 定义车类 class Car(object): # 定义车的方法 def move(self): print("---车在移动---") def stop(self): print("---停车---") # 定义一个销售车的店类 class CarStore(object): def order(self): self.car = Car() #找一辆车 self.car.move() self.car.stop()
说明
上面的4s店,只能销售那一种类型的车
如果这个是个销售北京现代品牌的车,比如伊兰特、索纳塔等,该怎样做呢?
2. 设计一个卖北京现代车的4S店
# 定义伊兰特车类 class YilanteCar(object): # 定义车的方法 def move(self): print("---车在移动---") def stop(self): print("---停车---") # 定义索纳塔车类 class SuonataCar(object): # 定义车的方法 def move(self): print("---车在移动---") def stop(self): print("---停车---") # 定义一个销售北京现代车的店类 class CarStore(object): def order(self, typeName): #根据客户的不同要求,生成不同的类型的车 if typeName == "伊兰特": car = YilanteCar() elif typeName == "索纳塔": car = SuonataCar() return car
这样做,不太好,因为当北京现代又生产一种新类型的车时,又得在CarStore类中修改,有没有好的解决办法呢?
1. 简单工厂模式
在上一节中,最后留下的个问题,该怎样解决呢?
1.1.使用函数实现
# 定义伊兰特车类 class YilanteCar(object): # 定义车的方法 def move(self): print("---车在移动---") def stop(self): print("---停车---") # 定义索纳塔车类 class SuonataCar(object): # 定义车的方法 def move(self): print("---车在移动---") def stop(self): print("---停车---") # 用来生成具体的对象 def createCar(typeName): if typeName == "伊兰特": car = YilanteCar() elif typeName == "索纳塔": car = SuonataCar() return car # 定义一个销售北京现代车的店类 class CarStore(object): def order(self, typeName): # 让工厂根据类型,生产一辆汽车 car = createCar(typeName) return car
1.2.使用类来实现
# 定义伊兰特车类 class YilanteCar(object): # 定义车的方法 def move(self): print("---车在移动---") def stop(self): print("---停车---") # 定义索纳塔车类 class SuonataCar(object): # 定义车的方法 def move(self): print("---车在移动---") def stop(self): print("---停车---") # 定义一个生产汽车的工厂,让其根据具体的订单生产车 class CarFactory(object): def createCar(self,typeName): if typeName == "伊兰特": car = YilanteCar() elif typeName == "索纳塔": car = SuonataCar() return car # 定义一个销售北京现代车的店类 class CarStore(object): def __init__(self): #设置4s店的指定生产汽车的工厂 self.carFactory = CarFactory() def order(self, typeName): # 让工厂根据类型,生产一辆汽车 car = self.carFactory.createCar(typeName) return car
咋一看来,好像只是把生产环节重新创建了一个类,这确实比较像是一种编程习惯,此种解决方式被称作简单工厂模式
工厂函数、工厂类对具体的生成环节进行了封装,这样有利于代码的后需扩展,即把功能划分的更具体,4s店只负责销售,汽车厂只负责制造
2. 工厂方法模式
多种品牌的汽车4S店
当买车时,有很多种品牌可以选择,比如北京现代、别克、凯迪拉克、特斯拉等,那么此时该怎样进行设计呢?
# 定义一个基本的4S店类 class CarStore(object): #仅仅是定义了有这个方法,并没有实现,具体功能,这个需要在子类中实现 def createCar(self, typeName): pass def order(self, typeName): # 让工厂根据类型,生产一辆汽车 self.car = self.createCar(typeName) self.car.move() self.car.stop() # 定义一个北京现代4S店类 class XiandaiCarStore(CarStore): def createCar(self, typeName): self.carFactory = CarFactory() return self.carFactory.createCar(typeName) # 定义伊兰特车类 class YilanteCar(object): # 定义车的方法 def move(self): print("---车在移动---") def stop(self): print("---停车---") # 定义索纳塔车类 class SuonataCar(object): # 定义车的方法 def move(self): print("---车在移动---") def stop(self): print("---停车---") # 定义一个生产汽车的工厂,让其根据具体得订单生产车 class CarFactory(object): def createCar(self,typeName): self.typeName = typeName if self.typeName == "伊兰特": self.car = YilanteCar() elif self.typeName == "索纳塔": self.car = SuonataCar() return self.car suonata = XiandaiCarStore() suonata.order("索纳塔")
最后来看看工厂方法模式的定义
定义了一个创建对象的接口(可以理解为函数),但由子类决定要实例化的类是哪一个,工厂方法模式让类的实例化推迟到子类,抽象的CarStore提供了一个创建对象的方法createCar,也叫作工厂方法。 子类真正实现这个createCar方法创建出具体产品。 创建者类不需要直到实际创建的产品是哪一个,选择了使用了哪个子类,自然也就决定了实际创建的产品是什么。
–
__new__和__init__的作用
class A(object): def __init__(self): print("这是 init 方法") def __new__(cls): print("这是 new 方法") return object.__new__(cls) A()
总结
__new__至少要有一个参数cls,代表要实例化的类,此参数在实例化时由Python解释器自动提供 __new__必须要有返回值,返回实例化出来的实例,这点在自己实现__new__时要特别注意,可以return父类__new__出来的实例,或者直接是object的__new__出来的实例 __init__有一个参数self,就是这个__new__返回的实例,__init__在__new__的基础上可以完成一些其它初始化的动作,__init__不需要返回值 我们可以将类比作制造商,__new__方法就是前期的原材料购买环节,__init__方法就是在有原材料的基础上,加工,初始化商品环节
注意点
1. 单例是什么
>
举个常见的单例模式例子,我们日常使用的电脑上都有一个回收站,在整个操作系统中,回收站只能有一个实例,整个系统都使用这个唯一的实例,而且回收站自行提供自己的实例。因此回收站是单例模式的应用。
确保某一个类只有一个实例,而且自行实例化并向整个系统提供这个实例,这个类称为单例类,单例模式是一种对象创建型模式。
2. 创建单例-保证只有1个对象
# 实例化一个单例
class Singleton(object):
__instance = None
def __new__(cls, age, name):
#如果类数字能够__instance没有或者没有赋值
#那么就创建一个对象,并且赋值为这个对象的引用,保证下次调用这个方法时
#能够知道之前已经创建过对象了,这样就保证了只有1个对象
if not cls.__instance:
cls.__instance = object.__new__(cls)
return cls.__instance
a = Singleton(18, "dongGe")
b = Singleton(8, "dongGe")
print(id(a))
print(id(b))
a.age = 19 #给a指向的对象添加一个属性
print(b.age)#获取b指向的对象的age属性
运行结果:
In [12]: class Singleton(object):
...: __instance = None
...:
...: def __new__(cls, age, name):
...: if not cls.__instance:
...: cls.__instance = object.__new__(cls)
...: return cls.__instance
...:
...: a = Singleton(18, "dongGe")
...: b = Singleton(8, "dongGe")
...:
...: print(id(a))
...: print(id(b))
...:
...: a.age = 19
...: print(b.age)
...:
4391023224
4391023224
19
3. 创建单例时,只执行1次__init__方法
# 实例化一个单例
class Singleton(object):
__instance = None
__first_init = False
def __new__(cls, age, name):
if not cls.__instance:
cls.__instance = object.__new__(cls)
return cls.__instance
def __init__(self, age, name):
if not self.__first_init:
self.age = age
self.name = name
Singleton.__first_init = True
a = Singleton(18, "dongGe")
b = Singleton(8, "dongGe")
print(id(a))
print(id(b))
print(a.age)
print(b.age)
a.age = 19
print(b.age)
运行结果:
异常简介
看如下示例:
print '-----test--1---' open('123.txt','r') print '-----test--2---' 运行结果:
说明:
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"
案例剖析
<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:
#coding=utf-8 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 # errorMsg里会保存捕获到的错误信息 print(errorMsg)
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 = 100 print 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') 运行结果如下:
<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: 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 pass finally: 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。
1. try嵌套中
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")
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:
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 注意观察上图中,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
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 = length self.atleast = atleast def 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() 运行结果如下:
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__in>it__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
class Test(object):
def __init__(self, switch):
self.switch = switch #开关
def calc(self, a, b):
try:
return a/b
except Exception as result:
if self.switch:
print("捕获开启,已经捕获到了异常,信息如下:")
print(result)
else:
#重新抛出这个异常,此时就不会被这个异常处理给捕获到,从而触发默认的异常处理
raise
a = Test(True)
a.calc(11,0)
print("----------------------华丽的分割线----------------")
a.switch = False
a.calc(11,0)
运行结果:
<1>Python中的模块
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 tt
In [2]: time.sleep(1)
---------------------------------------------------------------------------
NameError Traceback (most recent call last)
2-07a34f5b1e42> in ()
----> 1 time.sleep(1)
NameError: name 'time' is not defined
In [3]:
In [3]:
In [3]: tt.sleep(1)
In [4]:
In [4]:
In [4]: from time import sleep as sp
In [5]: sleep(1)
---------------------------------------------------------------------------
NameError Traceback (most recent call last)
5-82e5c2913b44> in ()
----> 1 sleep(1)
NameError: name 'sleep' is not defined
In [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。
<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 test result = 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 test result = test.add(11,22) print(result) 运行现象:
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: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
1. 没有__all__
tutu
2. 模块中有__all__
tutu
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
1. 引入包
1.1 有2个模块功能有些联系
1.2 所以将其放到同一个文件夹下
1.3 使用import 文件.模块 的方式导入
1.4 使用from 文件夹 import 模块 的方式导入
1.5 在msg文件夹下创建init.py文件
1.6 在init.py文件中写入
1.7 重新使用from 文件夹 import 模块 的方式导入
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. __init__.py文件有什么用
__init__.py 控制着包的导入行为
2.1__init__.py为空
仅仅是把这个包导入,不会导入包中的模块
2.2__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
2.3 (了解)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
__init__.py文件
3. 扩展:嵌套的包
假定我们的包的例子有如下的目录结构:
Phone/ __init__.py common_util.py Voicedta/ __init__.py Pots.py Isdn.py Fax/ __init__.py G3.py Mobile/ __init__.py Analog.py igital.py Pager/ __init__.py Numeric.py
Phone 是最顶层的包,Voicedta 等是它的子包。 我们可以这样导入子包:
import Phone.Mobile.Analog Phone.Mobile.Analog.dial()
你也可使用 from-import 实现不同需求的导入
第一种方法是只导入顶层的子包,然后使用属性/点操作符向下引用子包树:
from Phone import Mobile Mobile.Analog.dial('555-1212')
此外,我们可以还引用更多的子包:
from Phone.Mobile import Analog Analog.dial('555-1212')
事实上,你可以一直沿子包的树状结构导入:
from Phone.Mobile.Analog import dial dial('555-1212')
在我们上边的目录结构中,我们可以发现很多的 init.py 文件。这些是初始化模块,from-import 语句导入子包时需要用到它。 如果没有用到,他们可以是空文件。
包同样支持 from-import all 语句:
from package.module import *
然而,这样的语句会导入哪些文件取决于操作系统的文件系统。所以我们在init.py 中加入 all 变量。该变量包含执行这样的语句时应该导入的模块的名字。它由一个模块名字符串列表组成.。
1.mymodule目录结构体如下:
. ├── setup.py ├── suba │ ├── aa.py │ ├── bb.py │ └── __init__.py └── subb ├── cc.py ├── dd.py └── __init__.py
2.编辑setup.py文件
py_modules需指明所需包含的py文件
from distutils.core import setup setup(name="dongGe", version="1.0", description="dongGe's module", author="dongGe", py_modules=['suba.aa', 'suba.bb', 'subb.cc', 'subb.dd'])
3.构建模块
python setup.py build
构建后目录结构
. ├── build │ └── lib.linux-i686-2.7 │ ├── suba │ │ ├── aa.py │ │ ├── bb.py │ │ └── __init__.py │ └── subb │ ├── cc.py │ ├── dd.py │ └── __init__.py ├── setup.py ├── suba │ ├── aa.py │ ├── bb.py │ └── __init__.py └── subb ├── cc.py ├── dd.py └── __init__.py
4.生成发布压缩包
python setup.py sdist
打包后,生成最终发布压缩包dongGe-1.0.tar.gz , 目录结构
. ├── build │ └── lib.linux-i686-2.7 │ ├── suba │ │ ├── aa.py │ │ ├── bb.py │ │ └── __init__.py │ └── subb │ ├── cc.py │ ├── dd.py │ └── __init__.py ├── dist │ └── dongGe-1.0.tar.gz ├── MANIFEST ├── setup.py ├── suba │ ├── aa.py │ ├── bb.py │ └── __init__.py └── subb ├── cc.py ├── dd.py └── __init__.py
1.安装的方式
找到模块的压缩包 解压 进入文件夹 执行命令python setup.py install
注意:
如果在install的时候,执行目录安装,可以使用python setup.py install –prefix=安装路径
2.模块的引入
在程序中,使用from import 即可完成对安装的模块使用
from 模块名 import 模块名或者*