Python高阶

• python高阶
  • 面向对象
    • 基本概念
      • 类（class）：描述具有相同属性和行为的对象的集合。比如学生类（学号、姓名、班级、学习）
      • 对象（object）：通过类定义的数据结构的实例，是对类的具体实现
      • 属性：描述类的静态特征
        • 类属性：每一个对象都具有并且值相同，比如学生的国籍
        • 实例属性：每一个对象都具有，但是值可能不同，比如学生姓名、年龄等
      • 方法：描述类的动态行为
        • 类方法：通过装饰器@classmethod声明，常通过类调用，一般用于修改类属性的值
        • 实例方法：类中最常用的方法，常通过对象调用
        • 静态方法（了解）：通过装饰器@staticmethod声明，常通过类调用，通过是一些和类本身无关的方法
    • 类的声明
      • 语法：

        

        • 类名：符合标识符命名规范，通常每个单词首字母大写
      • 例1：声明一个学生类
        • 属性：学号、姓名、年龄、国籍、班级
        • 方法：学习

          

    • 对象的声明（实例化）
      • 语法：对象名 = 类名([实参1,实参2,......])
      • 例1：实例化Student类

        

    • 例1：
      • 声明一个学校类，学校类中声明一个类属性表示学校的总人数，声明一个类方法用于更新学校总人数
      • 声明一个学生类，包含学生的基本信息，每实例化一个学生，则学校的总人数+1

        

    • 内置方法
      • __new__()，new方法，在实例化时自动调用，用于创建对象
      • __init__()，构造方法，初始化对象，在实例化时自动调用
      • __del__()，析构方法，销毁对象，在对象生命周期结束时自动调用，删除对象
      • 例：
    • 例2：
      • 声明一个学校类，学校类中声明一个类属性表示学校的总人数，声明一个类方法用于更新学校总人数
      • 声明一个学生类，包含学生的基本信息，每实例化一个学生，则学校的总人数+1

        

    • 例3：
      • 声明一个学校类，学校类中声明4个类属性分别表示学校的总人数、高一、高二、高三年级的人数，声明一个类方法用于更新学校总人数以及对应年级的人数
      • 声明一个学生类，包含学生的基本信息（姓名、年龄、班级-高三二班），每实例化一个学生，则学校的总人数+1

        

    • 例4：
      • 声明一个资金类，有3个类属性，分别保存销售总额，食品类销售额、服饰类销售额；声明一个类方法用于更新销售总额、以及不同商品类别的销售额
      • 声明一个销售类，包含销售的商品名称、类别、单价、销售数量，销售完成后需要更新销售总额以及对应类别商品的销售额

        

    • 例5：城防系统
      • 在城墙（自定义城墙总面积）上安置各类的防御装备，包括（占地面积10），高射机枪(占地面积5)，单兵装备(占地面积2)，阵地机枪(占地面积7)
      • 程序开始后随机生成一个防御装备，将其安置在城墙上，重复这个过程直到城墙上的可使用面积小于2为止。输出已经安置的各种设备的数量。

        

    • 例6：投篮训练，统计在2分钟内的训练成绩
      • 声明球员类，包含球员的基本信息（姓名、历史投篮命中率，训练次数、命中数）、投篮方法
      • 每次投篮后随机调整1-3秒
      • 命中率模拟：比如命中率为90%，可以声明一个列表或者字符串，其中包含10个元素(1/0，1表示命中，0表示未命中)，每次投篮随机选择一个作为投篮结果

        

    • 对象组合
      • 用于描述类与类之间的关系，多个类之间存在依赖关系，需要在A类中调用B的属性或者方法
      • 方式
        • 1、在A类的实例方法中传入B类的对象，通过该对象调用B类中的属性和方法（A类、B类相互依赖）
        • 2、在A类的构造方法中传入B类的对象，通过该对象调用B类中的属性和方法（A类依赖于B类）
      • 例1：饲养员与动物
        • 有10个房间，每个房间中随即放入老虎或者羊
        • 饲养员不知道每个房间中的动物类型，可以选择敲门（房间中的动物发出叫声，同时体重-5）获知动物类型。饲养员给动物喂食，喂正确则体重+10，错误了则体重-10（老虎吃肉，羊吃草）
        • 游戏时间1分钟，统计每个房间中动物的体重
        • 分析：完成整个事件有哪些对象，这些对象具有哪些属性和方法，将对象的属性和方法抽象为类
          • 老虎
            • 属性：名字、体重
            • 方法：吃东西、发出叫声
          • 羊
            • 属性：名字、体重
            • 方法：吃东西、发出叫声
          • 房间
            • 属性：房间号、动物类型
          • 饲养员
            • 属性：姓名
            • 方法：敲门、喂食
        • 代码实现

          

    • 练习1：射击训练
      • 士兵进行射击训练，统计在1分钟内的开枪次数，总成绩（每一次射击的成绩在8-10环之间）。
      • 枪的弹夹容量为10，子弹打完后需要3秒换弹夹
      • 每次射击后需要随机调整1-3秒才能开下一枪
      • 分析有几个对象，每个对象有什么属性和方法（枪、士兵）
    • 练习2：玩家与怪物
      • 系统生成一个怪物（怪物名称、血量、攻击值、防御值、攻击方法）
      • 生成一个玩家（姓名、血量、攻击值、防御值、攻击方法）
      • 系统角色和玩家的属性都由系统随机生成
        • 血量：2000-3500之间
        • 攻击：300--450之间
        • 防御：150-250之间
      • 对战开始后玩家先手攻击，怪物掉血（玩家攻击值-怪物防御值）
      • 怪物攻击，玩家掉血（怪物攻击值-玩家防御值）
      • 任意一方血量为0则对战结束
    • 面向对象的三大特性
      • 封装
        • 私有化：在属性或者方法名前面加2条下划线，此时属性或者方法就变为私有的，只能在当前类的内部访问
        • 可以用来隐藏一些内部实现的细节，同时提供一些对外的接口，来访问内部的数据

        • 

      • 继承
        • 作用：提高代码重用性，降低代码冗余
        • 基本概念：
          • 子类：继承其他类的类
            • 可以有多个父类
            • 可以继承父类所有非私有的属性和方法
          • 父类：也叫做基类、超类，被别的类来继承的类
          • 重写：子类继承父类的方法，父类的方法在某些地方不是特别适用，在子类中重新实现该方法
          • Python3是广度优先（横向），不是深度有限（纵向）
        • 例1：

          

        • 例2：父类控制子类，子类必须重写方法

          

        • 例3：单例模式
          • 在程序运行期间保证类的实例只有1个，从而节约资源开销
          • 实现方式有很多种

          • 

      • 多态
        • 多态性：具有不同功能的函数可以使用相同的函数名，从而可以通过同一个函数名调用不同功能的代码
        • 可扩展性好

        • 

  • 多线程
    • 线程：进程内部进行CPU调度的基本单位，一个进程中至少存在一个线程
      • python的多线程是在一个时间段内做多件事情，在同一个时间点是不能实现做多线程的
      • 进程和CPU核心数量有直接关系，如四核、八核
    • 模块：threading
      • 脚本本身是主线程，创建的线程是子线程
    • 创建线程：Thread(target=func[args=(value1,value2,......)])
      • target，指定线程需要执行的任务（通常是函数名或者方法名，不要加括号，加括号表示调用）
      • args，指定线程执行的任务需要传入的实参，以元组形式传入
    • 启动线程：start()
    • 线程守护
      • 作用：子线程跟随主线程结束而结束
      • 方法：setDaemon(True)，必须在线程启动前设置
    • 线程阻塞
      • 作用：主线程在子线程结束后结束
      • 方法：join()，需要在线程启动后设置
    • 例1：
      • 投篮训练（多线程版）

        

    • 例2：
      • 射击训练（多线程版）
    • 线程锁
      • 作用：解决子线程共享全局变量时出现的数据冲突问题，从而确保数据的安全性和准确性
      • 缺点：降低程序运行效率
      • 使用步骤
        • 1、创建锁：lock = Lock()
        • 2、在编辑全局变量之前获取锁，锁定全局变量只能由当前子线程编辑
          • lock.acquire()   获取锁
        • 3、编辑完成后，释放锁（一定记得释放）不然就死锁了
          • lock.release()
        • 4. 使用with lock，使用with管理上下文，获取锁后，再自动释放掉锁，
        • 子线程操作同一个线程时，一定要记得加锁
      • 例：

        

  • 正则表达式
    • 作用：实现对字符串的复杂控制
    • 模块：re（系统模块）
    • 方法：
      • split(pattern,string)，使用字符串中与pattern规则匹配的内容进行分隔，返回一个列表
        • pattern，正则表达式
        • string，待处理的字符串

          

      • sub(pattern,repl,string)，将字符串中与pattern规则匹配的内容进行替换(替换成repl)，返回一个新字符串
        • pattern，正则表达式
        • string，待处理的字符串
        • repl，新内容

          

      • findall(pattern,string[,控制字符])，以列表返回字符串中与pattern规则匹配的内容，如果没有匹配的则返回空列表
        • pattern，正则表达式
        • string，待处理的字符串
        • 控制字符主要包含以下两个
          • re.S，使元字符.可以匹配包括换行符\n在内的所有字符
          • re.I，忽略大小写

            

    • 元字符
      • \w，匹配一个单词字符（字母、数字、下划线）
      • \W，匹配一个非单词字符

        

      • \d，匹配一个数字字符
      • \D，匹配一个非数字字符

        

      • \s，匹配一个空白字符
      • \S，匹配一个非空白字符

        

      • .，匹配除换行符\n以外的任意一个字符
      • ^，匹配字符串开头
      • $，匹配字符串结尾

        

      • *，匹配前一个字符任意次
        • ab*-- a、ab、abb、abbbbbb
      • +，匹配前一个字符至少1次
        • ab+-- ab、abb、abbbbbb
      • ？，匹配前一个字符0次或者1次
        • ab？-- ab、a
      • {n}，匹配前一个字符n次
        • ab{3}-- abbb
      • {n,}，匹配前一个字符至少n次
        • ab{3}-- abbb、abbbb
      • {n,m}，匹配前一个字符至少n次，最多m次
        • ab{1，3}-- abbb、abb、ab
      • {,m}，匹配前一个字符最多m次
        • ab{,3}-- abbb、abb、ab、a

          

      • []，匹配括号中的任意内容
        • [a-z]，匹配小写字母
        • [A-Z]，匹配大写字母
        • [0-9，匹配数字
        • [ab][5-7]，a5、a6、a7、b5、b6、b7

          

      • 左边界(pattern)有边界，分组，根据左右边界返回与表达式匹配的内容
        • .*，贪婪匹配，最大范围匹配左右边界
        • .*？，非贪婪匹配，最小范围匹配左右边界

          

  • 网络编程
    • OSI模型

      

    • TCP/IP模型
      • 结构

        

      • 应用层：HTTP、HTTPS、FTP、SMTP、IMAP、POP3
        • HTTP协议请求方法（最常用）：GET、POST
      • 传输层：TCP、UDP
        • UDP，用户数据报协议，提供无连接、不可靠的通信服务（效率高、资源消耗少）
        • TCP，传输控制协议，提供面向连接、可靠的通信服务（安全性、可靠性高）
          • 三次握手
            • 作用：建立连接
            • 过程

              

          • 四次挥手
            • 作用：断开连接
            • 过程：

              

    • socket编程
      • 套接字，工作在传输层与应用层之间，通过TCP或者UDP协议传输信息，分为客户端和服务端
      • 模块：socket
      • 使用步骤
        • 服务端
          • 1、创建socket对象：soc = socket.socket()
          • 2、绑定IP和端口：soc.bind((ip,port))
          • 3、设置监听：soc.listen()
          • 4、等待客户端连接：soc.accept()
        • 客户端
          • 1、创建socket对象：soc = socket.socket()
          • 2、连接服务器：soc.connect((ip,port))
        • 公共方法：
          • send()，发送消息
          • recv()，接收消息
      • 例：
        • 服务端

          

        • 客户端

          

    • requests
      • 作用：模拟客户端向服务端发送http或者https请求
      • 模块：requests
        • pip install requests
      • GET请求
        • get(url[,params,headers,file])
          • url，请求地址
          • params，请求的参数，一般使用字典传入
          • headers，请求头
          • file，一般用于上传文件
        • 例1：获取豆瓣电影排行榜
          • 1、抓包，获取请求地址、参数、请求头
          • 2、使用代码模拟客户端发送请求，获取页面源码
          • 3、使用正则表达式从页面源码中获取排行榜中的电影信息

            

        • 例2：下载图片
          • 1、抓包，获取请求地址、参数、请求头
          • 2、使用代码模拟客户端发送请求，获取页面源码
          • 3、从页面源码中获取图片的url
          • 4、请求每一个图片的url，下载图片

            

        • 例3：带参数的get请求
          • url：百度安全验证

            

      • POST请求
        • post(url[,data,headers,file])
          • url，请求地址
          • data，请求的参数，一般使用字典传入
          • headers，请求头
          • file，一般用于上传文件
        • 例1：woniusales登录功能

          

      • 会话保持
        • 通过方法session()创建一个session对象，通过session对象发请求即可实现会话保持
        • 例：

          

  • 高阶应用
    • 装饰器
      • 闭包函数
        • 定义：外函数中声明了一个内函数，在内函数中引用了外函数的变量，外函数返回内函数的引用，主要用于网络爬虫、延迟计算等领域。
        • 例1：
        • 例2：
        • 例3：内函数中修改外函数变量

      • 装饰器
        • 在不改变函数的源码、调用方式的前提下，为函数添加新的功能
        • 通用装饰器模板：
        • 例1：统计函数的运行时间
        • 例2：为装饰器传参（三层结构）
  • pytest框架
    • 模块：pytest
      • pip install pytest
    • 基本使用方法
      • 说明：
        • 函数名需要以test开头
        • 类名需要以Test开头，类中的方法需要以test开头
          • 类中不能有构造方法
        • 使用assert进行断言
        • 脚本名需要以test开头
      • 作用于函数

        

      • 作用于类

        

    • 用例执行
      • 方式
        • 脚本：pytest.main([参数1,参数2,......])
        • 命令行
          • pytest 参数 脚本
          • py.test 参数 脚本
          • python -m pytest 参数 脚本
      • 参数
        • -s
        • -v
        • -q
        • -k，通过关键字匹配脚本、函数名、类名、方法名​​​​​​​
        • 
          • -m，对用例进行标记，执行指定的用例
            • 1、在项目根目录下新建文件pytest.ini
            • 2、在pytest.ini文件中添加标记
              • 
            • 3、使用装饰器标记测试用例@pytest.mark.标记
            • 
            • 4、执行测试时，使用-m 标记即可执行指定的用例
            • ​​​​​​​ 
        • -x，如果测试执行过程中有fail的用例，则测试立即停止
        • 
        • --maxfail=n，当失败的用例达到指定的数量n时，停止测试
        • 
      • 跳过用例
        • @pytest.mark.skip(reason=xxxx)，无条件跳过指定用例
        • @pytest.mark.skipif(条件，reason=xxxx)，有条件跳过指定用例
          • 
        • python.skip(msg)，在方法内根据跳过用例

          

    • 参数化
      • @pytest.mark.parametrize('参数1,参数2,....',值)
        • 参数，与被装饰的函数的形参相同
        • 值，传递给参数的数据，通常为一个列表，如果需要给多个参数传数据可以将这些数据封包到元组中
      • 例1：1个参数，几个值就代表有几条测试用例
        • 
      • 例2：多个参数，将每条用例封装到元组中
        • 

      • 例3：woniusales登录功能

        

    • 前置后置
      • 模块级，作用范围为当前模块，模块中的所有用例执行前后分别运行1次前置和后置
        • setup_module()，前置，所有用例执行前运行1次
        • teardown_module()，后置，所有用例执行后运行1次

          

      • 函数级，作用范围为当前模块中的每一个测试函数，模块中的每条用例执行前后分别运行1次前置和后置
        • setup_function()，前置，每条用例执行前运行1次
        • teardown_function()，后置，每条用例执行后运行1次

          

      • 类级，作用范围为当前类，类中的所有用例执行前后分别运行1次前置和后置
        • setup_class()，前置，所有用例执行前运行1次
        • teardown_class()，后置，所有用例执行后运行1次

          

      • 方法级，作用范围为当前类中的每一个测试方法，每条用例执行前后分别运行1次前置和后置
        • setup_method()或者setup()，前置，每条用例执行前运行1次
        • teardown_method()或者teardown()，后置，每条用例执行后运行1次

          

      • 例：woniusales新增会员

        

    • fixture
      • 创建：@pytest.fixture([name,scope,params,autouse])
        • name，指定fixture名称，如果不指定则默认为被装饰的函数名
        • scope，指定fixture作用范围，module、class、function(默认)、session、package
        • params，参数
        • autouse，设置为True，实现自动调用fixture
      • 例1：局部fixture

        

      • 全局fixture
        • 1、在项目下创建conftest.py文件，在该文件中实现fixture

          

        • 2、调用

          

    • 测试报告
      • 模块：pytest-html
        • pip install pytest-html
      • 使用：在pytest的main函数中传入参数--html=path/filename.html
      • pytest.mark.parametrize()方法中的ids参数设置报告中的用例名称