13-异常处理&代码调试&单例模式

一、错误和异常

1.概念

两种容易辨认的错误

​ 语法错误：一些关于语法的错误【缩进】

​ 异常：代码完全正确，但是，程序运行之后，会报出 的错误

exception/error

代码演示：

list1 = [23,54,6,6]
print(list1[2])
print(list1[3])
print(list1[4])  

print("over")

"""
6
6
Traceback (most recent call last):
  File "C:/Users/Administrator/Desktop/SZ-Python/Day15Code/textDemo01.py", line 4, in 
    print(list1[4])
IndexError: list index out of range
"""

异常特点：当程序在执行的过程中遇到异常，程序将会终止在出现异常的代码处，代码不会继续向下执行

解决问题：越过异常，保证后面的代码继续执行【实质：将异常暂时屏蔽起来，目的是为了让后面的代码的执行不受影响】

2.常见的异常

NameError:变量未被定义

TypeError:类型错误

IndexError:索引异常

keyError:

ValueError:

AttributeError:属性异常

ImportError:导入模块的时候路径异常

SyntaxError:代码不能编译

UnboundLocalError:试图访问一个还未被设置的局部变量

3.异常处理方式

捕获异常

抛出异常

3.1捕获异常

try-except-else

语法：

​ try:

​ 可能存在异常的代码

​ except 错误表示码 as 变量：

​ 语句1

​ except 错误表示码 as 变量：

​ 语句2

​ 。。。

​ else:

​ 语句n

说明：

​ a.try-except-else的用法类似于if-elif-else

​ b.else可有可无，根据具体的需求决定

​ c.try后面的代码块被称为监测区域【检测其中的代码是否存在异常】

​ d.工作原理：首先执行try中的语句，如果try中的语句没有异常，则直接跳过所有的except语句，执行else；如果try中的语句有异常，则去except分支中进行匹配错误码，如果匹配到了，则执行except后面的语句；如果没有except匹配，则异常仍然没有被拦截【屏蔽】

代码演示：

#一、try-except-else的使用

#1.except带有异常类型
try:
    print(10 / 0)
except ZeroDivisionError as e:
    print("被除数不能为0",e)

print("~~~~")
"""
总结：
a.try-except屏蔽了异常，保证后面的代码可以正常执行
b.except ZeroDivisionError as e相当于声明了一个ZeroDivisionError类型的变量【对象】，变量e中携带了错误的信息
"""

#2.try后面的except语句可以有多个
class Person(object):
    __slots__ = ("name")
try:
    p = Person()
    p.age = 19

    print(10 / 0)
except AttributeError as e:
    print("属性异常",e)
except ZeroDivisionError as e:
    print("被除数不能为0",e)

print("over")

"""
总结：
a.一个try语句后面可以有多个except分支
b.不管try中的代码有多少个异常，except语句都只会被执行其中的一个，哪个异常处于try语句的前面，则先先执行对应的except语句
c.后面的异常不会报错【未被执行到】
"""

#3.except语句的后面可以不跟异常类型
try:
    print(10 / 0)
except:
    print("被除数不能为0")


#4.一个except语句的后面可以跟多种异常的类型
#注意：不同的异常类型使用元组表示
try:
    print(10 / 0)
except (ZeroDivisionError,AttributeError):
    print("出现了异常")


#5.else分支
try:
    print(10 / 4)
except ZeroDivisionError as e:
    print("出现了异常",e)
else:
    print("hello")

"""
总结：
a.如果try中的代码出现了 异常，则直接去匹配except，else分支不会被执行
b.如果try中的代码没有出现异常，则try中的代码正常执行，except不会被执行，else分支才会被执行
"""

#6.try中不仅可以直接处理异常，还可以处理一个函数中的异常
def show():
    x = 1 / 0

try:
    show()
except:
    print("出现了异常")

#7.直接使用BaseException代替所有的异常
try:
    y = 10 / 0
except BaseException as e:
    print(e)

"""
总结：在Python中，所有的异常其实都是类，他们都有一个共同的父类BaseException，可以使用BaseException将所有异常“一网打尽”
"""

try-except-finally

语法：

​ try:

​ 可能存在异常的代码

​ except 错误表示码 as 变量：

​ 语句1

​ except 错误表示码 as 变量：

​ 语句2

​ 。。。

​ finally:

​ 语句n

说明:不管try中的语句是否存在异常，不管异常是否匹配到了except语句，finally语句都会被执行

作用：表示定义清理行为，表示无论什么情况下都需要进行的操作

代码演示：

#二、try-except-finally的使用

#1.
try:
    print(10 / 5)
except ZeroDivisionError as e:
    print(e)

finally:
    print("finally被执行")


#2.特殊情况
#注意：当在try或者except中出现return语句时，finally语句仍然会被执行
def show():
    try:
        print(10 / 0)
        return
    except ZeroDivisionError as e:
        print(e)

    finally:
        print("finally被执行~~~~")

show()

3.2抛出异常

raise抛出一个指定的异常对象

语法：raise 异常对象 或者 raise

说明：异常对象通过错误表示码创建，一般来说错误表示码越准确越好

代码演示：

#raise的使用主要体现在自定义异常中

#1.raise表示直接抛出一个异常对象【异常是肯定存在的】
#创建对象的时候，参数表示对异常信息的描述
try:
    raise NameError("hjafhfja")
except NameError as e:
    print(e)

print("over")

"""
总结：
通过raise抛出的异常，最终还是需要通过try-except处理
"""

#2.如果通过raise抛出的异常在try中不想被处理，则可以通过raise直接向上抛出
try:
    raise NameError("hjafhfja")
except NameError as e:
    print(e)
    raise

4.assert断言

对某个问题做一个预测，如果预测成功，则获取结果；如果预测失败，则打印预测的信息

代码演示：

def func(num,divNum):

    #语法：assert表达式，当出现异常时的信息描述
    #assert关键字的作用：预测表达式是否成立，如果成立，则执行后面的代码；如果不成立，则将异常的描述信息打印出来
    assert (divNum != 0),"被除数不能为0"

    return  num / divNum

print(func(10,20))
print(func(10,0))

5.异常的嵌套

代码演示：

#需求：去拉萨，乘坐各种交通工具
print("我要去拉萨")

try:
    print("我准备乘飞机过去")
    raise Exception("由于大雾，飞机不能起飞")
    print("到拉萨了，拉萨真漂亮")
except Exception as e:
    print(e)
    try:
        print("我准备乘火车过去")
        raise  Exception("由于大暴雨，铁路断了")
        print("到拉萨了，拉萨真漂亮")
    except Exception as e:
        print(e)
        print("我准备跑过去")
        print("到拉萨了，拉萨真漂亮")

6.自定义异常

实现思路：

a.定义一个类，继承自Exception类

b.书写构造函数，属性保存异常信息【调用父类的构造函数】

c.重写str函数，打印异常的信息

d.定义一个成员函数，用来处理自己的异常

代码演示：

class MyException(Exception):
    def __init__(self,msg):
        super(MyException,self).__init__()
        self.msg = msg

    def __str__(self):
        return self.msg

    def handle(self):
        print("出现了异常")

try:
     raise MyException("自己异常的类型")
except MyException as e:
     print(e)
     e.handle()

二、单例设计模式

1.概念

什么是设计模式

​ 经过已经总结好的解决问题的方案

​ 23种设计模式，比较常用的是单例设计模式，工厂设计模式，代理模式，装饰模式

什么是单例设计模式

​ 单个实例【对象】

​ 在程序运行的过程中，确保某一个类只能有一个实例【对象】，不管在哪个模块中获取对象，获取到的都是同一个对象

​ 单例设计模式的核心：一个类有且仅有一个实例，并且这个实例需要应用在整个工程中

2.应用场景

实际应用：数据库连接池操作-----》应用程序中多处需要连接到数据库------》只需要创建一个连接池即可，避免资源的浪费

3.实现

3.1模块

Python的模块就是天然的单例设计模式

模块的工作原理：

​ import xxx,模块被第一次导入的时候，会生成一个.pyc文件，当第二次导入的时候，会直接加载.pyc文件，将不会再去执行模块源代码

3.2使用new

__new__（）:实例从无到有的过程【对象的创建过程】

代码演示：

class Singleton(object):
    #类属性
    instance = None

    #类方法
    @classmethod
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        #如果instance的值不为None，说明已经被实例化了，则直接返回；如果为NOne，则需要被实例化
        if not cls.instance:
            cls.instance = super(Singleton,cls).__new__(*args, **kwargs)

        return cls.instance

class MyClass(Singleton):
    pass

#当创建对象的时候自动被调用
one = MyClass()
two = MyClass()

print(id(one))
print(id(two))

print(one is two)

3.3装饰器

代码演示：

#单例类：将装饰器作用于一个类上
def singleton(cls):
    #类属性
    instance = {}

    #成员方法
    def getSingleton(*args, **kwargs):
        #思路：如果cls在字典中，则直接返回；如果不存在，则cls作为key，对象作为value，添加到字典中
        if cls not in instance:
            instance[cls] = cls(*args, **kwargs)
        return  instance[cls]

    return getSingleton

@singleton
class Test(object):
    pass

t1 = Test()
t2 = Test()

print(id(t1) == id(t2))
print(t1 is t2)

3.4使用在类中

代码演示：

#单例类
class Foo(object):
    #1.声明一个变量【类属性】
    instance = None

    #2.向外界提供一个公开的方法，用于返回当前类唯一的对象
    #方法命名格式：defaultInstance,currentInstance ,getInstance
    @classmethod
    def getInstance(cls):
        if cls.instance:
            return cls.instance
        else:
            #实例化
            cls.instance = cls()
            return  cls.instance

obj1 = Foo.getInstance()
obj2 = Foo.getInstance()

print(id(obj1) == id(obj2))
print(obj1 is obj2)