第一阶段-第九章 Python的异常、模块与包

  说明：该文章是学习 黑马程序员在B站上分享的视频 黑马程序员python教程，8天python从入门到精通而记录的笔记，笔记来源于本人。 若有侵权，请联系本人删除。笔记难免可能出现错误或笔误，若读者发现笔记有错误，欢迎在评论里批评指正。此笔记对应的doc文件的百度网盘下载链接为 Python入门(黑马)的学习笔记，提取码：1b3k。

一、了解异常

  1.学习目标

  了解异常的概念。

  2.什么是异常

  3.bug单词的诞生

  4.本节的演示

  先打开软件，创建一个名为“09_Python的异常、模块与包”的文件夹，并创建一个名为“01_演示异常的出现”的py文件。

  然后主动写一段 ! ! 错误 ! ! 代码，演示异常的出现。

"""
主动写一段错误代码，演示异常的出现
"""

# 通过open,读取一个不存在的文件
f = open("D:/abc.txt", "r", encoding="UTF-8")

  5.本小节的总结

二、异常的捕获方法

  1.学习目标

  知道为什么要捕获异常；掌握捕获异常的语法格式。

  2.为什么要捕获异常

  3.如何进行异常的捕获（异常为常规的、指定的、多个时，捕获所有异常、异常else、finally）

  注：finally常用于关闭资源。

  4.本节的代码演示

  先打开软件，创建一个名为“02_异常的捕获”的py文件。

  编写代码并运行两次（注：第二次运行时，根据代码，有的不存在的文件会被创建），对比两次的结果，并结合理解各种捕获异常的效果。代码如下，可参考注释进行理解。

"""
演示捕获异常
"""

# 基本捕获语法
try:
    # 以只读模式打开不存在的文件abc.txt
    f = open("D:/test/abc.txt", "r", encoding="UTF-8")
except:
    # 如果出现错误，则进行捕获并执行except的代码
    print("出现异常了，因为文件不存在，我将open的r模式，改为w模式去打开")
    f = open("D:/test/abc.txt", "w", encoding="UTF-8")

# 捕获指定的异常
try:
    # 1 / 0     #未正确设置捕获异常类型，将无法捕获异常
    print(name)
except NameError as e:  # 给这个错误取 别名 为 e
    print("出现了变量未定义的异常")
    print(e)

# 捕获多个异常
try:
    # 1 / 0
    print(name)
except (NameError, ZeroDivisionError) as e:
    print("出现了变量未定义或者除以0的异常错误")

# 捕获所有异常
try:
    # 1 / 0
    # print(name)
    f = open("D:/test/ab223c.txt", "r", encoding="UTF-8")  # 以只读模式打开不存在的文件ab223c.txt
    # print("Hello")
except Exception as e:  # 或 except:
    print("出现异常了")
else:
    print("好高兴，没有异常。")

# finally 有没有异常都要执行
try:
    f = open("D:/test/123.txt", "r", encoding="UTF-8")  # 以只读模式打开不存在的文件123.txt
except Exception as e:
    print("出现异常了")
    f = open("D:/test/123.txt", "w", encoding="UTF-8")
else:
    print("好高兴，没有异常。")
finally:
    print("我是finally,有没有异常我都要执行")
    f.close()

  5.本小节的总结

三、异常的传递

  1.学习目标

  知道异常具有传递性;在了解异常具有传递性后，为了更方便快速地捕获异常，可以从高层次(如函数调用的最高层)中去捕获这个高层次调用含有异常的低层次的代码结构。

  2.异常具有传递性

  3.本节的代码演示

  先打开软件，创建一个名为“03_异常的传递”的py文件。

  如下所示，先编写多个函数互相进行调用，暂时不加异常的捕获，可以看到异常的传递性。代码如下，可参考注释进行理解。

"""
演示异常的传递性
"""


# 定义一个出现异常的函数
def func1():
    print("fUnc1开始执行")
    num = 1 / 0
    # 肯定有异常，除以0的异常
    print("func1结束执行")


# 定义一个无异常的函数，调用上面的函数
def func2():
    print("func2开始执行")
    func1()
    print("fUnc2结束执行")


# 定义一个方法，调用上面的方法
def main():
    func2()


main()

  加上异常的捕获后的代码如下，运行后也能从运行结果上体现异常的传递性。

"""
演示异常的传递性
"""


# 定义一个出现异常的函数
def func1():
    print("fUnc1开始执行")
    num = 1 / 0
    # 肯定有异常，除以0的异常
    print("func1结束执行")


# 定义一个无异常的函数，调用上面的函数
def func2():
    print("func2开始执行")
    func1()
    print("fUnc2结束执行")


# 定义一个方法，调用上面的方法
def main():
    try:
        func2()
    except Exception as e:
        print(f"出现异常了，异常的信息是：{e}")


main()

四、Python模块

  4.1 模块的导入

  1.学习目标

  了解什么是模块；掌握导入Python内置的模块。

  2.什么是模块

  3.模块的导入方式

  注：本图所示的语法中带中括号[]为可选项，即from、as可以不写,而import必须写。

  4.本节的代码演示

  创建一个名为“04_1_模块的导入”的py文件。

  当程序写到一部分时，为了查看time模块，可按住Ctr不放，点击time,即可跳转到time中。然后，在time.py文件中可以看到函数sleep。

  然后回到代码中，编写代码并运行。代码如下，可参考注释进行理解。可以体会“import 模块名”的用法。

"""
演示Python的模块导入
"""

# 使用import导入time模块，并使用time模块里的sleep功能（函数）
import time  # 导入Python内置的time模块(即time.py这个代码文件)

print("你好")
time.sleep(5)  # 通过.就可以使用模块内部的全部功能(类、函数、变量)
print("我好")

  如下重新编写代码并运行（使用快捷键Ctr+/可快速注释），体会“from 模块名 import 功能名”的用法。

"""
演示Python的模块导入
"""

# # 使用import导入time模块，并使用time模块里的sleep功能（函数）
# import time  # 导入Python内置的time模块(即time.py这个代码文件)
#
# print("你好")
# time.sleep(5)  # 通过.就可以使用模块内部的全部功能(类、函数、变量)
# print("我好")

# 使用from导入time的sleep功能（函数）
from time import sleep

print("你好")
sleep(5)
print("我好")

  如下重新编写代码并运行（使用快捷键Ctr+/可快速注释），体会“from 模块名 import *”的用法。

"""
演示Python的模块导入
"""

# # 使用import导入time模块，并使用time模块里的sleep功能（函数）
# import time  # 导入Python内置的time模块(即time.py这个代码文件)
#
# print("你好")
# time.sleep(5)  # 通过.就可以使用模块内部的全部功能(类、函数、变量)
# print("我好")

# # 使用from导入time的sleep功能（函数）
# from time import sleep
#
# print("你好")
# sleep(5)
# print("我好")

# 使用*导入time模块的全部功能
from time import *  # *表示全部的意思

print("你好")
sleep(5)
print("我好")

  如下重新编写代码并运行（使用快捷键Ctr+/可快速注释），体会as给模块取别名的用法。

"""
演示Python的模块导入
"""

# # 使用import导入time模块，并使用time模块里的sleep功能（函数）
# import time  # 导入Python内置的time模块(即time.py这个代码文件)
#
# print("你好")
# time.sleep(5)  # 通过.就可以使用模块内部的全部功能(类、函数、变量)
# print("我好")

# # 使用from导入time的sleep功能（函数）
# from time import sleep
#
# print("你好")
# sleep(5)
# print("我好")

# # 使用*导入time模块的全部功能
# from time import *  # *表示全部的意思
#
# print("你好")
# sleep(5)
# print("我好")

# 使用as给特定功能加上别名
import time as t

print("你好")
t.sleep(5)
print("我好")

  如下重新编写代码并运行（使用快捷键Ctr+/可快速注释），体会as给功能取别名的用法。

"""
演示Python的模块导入
"""

# # 使用import导入time模块，并使用time模块里的sleep功能（函数）
# import time  # 导入Python内置的time模块(即time.py这个代码文件)
#
# print("你好")
# time.sleep(5)  # 通过.就可以使用模块内部的全部功能(类、函数、变量)
# print("我好")

# # 使用from导入time的sleep功能（函数）
# from time import sleep
#
# print("你好")
# sleep(5)
# print("我好")

# # 使用*导入time模块的全部功能
# from time import *  # *表示全部的意思
#
# print("你好")
# sleep(5)
# print("我好")

# # 使用as给特定功能加上别名
# import time as t
#
# print("你好")
# t.sleep(5)
# print("我好")

from time import sleep as sl

print("你好")
sl(5)
print("我好")

  5.本小节的总结

  4.2 自定义模块

  1.学习目标

  了解如何自定义模块并使用;了解__main__变量的作用。

  2. 制作自定义模块

  3. 测试模块（引入变量__main__）

  4. 变量__all__

  5.本节的代码演示（含__name__与__main__的配合使用）

  创建一个名为“04_2_自定义模块”的py文件，一个名为“my_module1”的py文件作为自定义的模块1，一个名为“my_module2”的py文件作为自定义的模块2。

  编写代码模块1（即my_module1.py文件）的代码。

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

  编写代码模块2（即my_module2.py文件）的代码。

def test(a, b):
    print(a - b)

  在本次使用的文件（即04_2_自定义模块.py文件）中编写代码并运行，体会模块调用以及当调用不同模块的具有相同功能名的函数，后面模块的函数会覆盖前面模块的函数的现象。

"""
演示自定义模块
"""

# 导入自定义模块使用
# import my_module1
#
# my_module1.test(1, 2)

from my_module1 import test

test(1, 2)

# 导入不同模块的同名功能
from my_module1 import test
from my_module2 import test

test(1, 2)

  在编写完模块代码后，往往需要对它进行测试，比如需要对my_module1.py文件进行测试，在里面加了一行“test(1,2)”的代码。（框里为my_module1.py文件修改后的代码）

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


test(1, 2)

  回到本次使用的文件（即04_2_自定义模块.py文件），使用快捷键Ctr+/将其他内容注释，然后写上仅仅导入my_module1.py模块的代码，代码如下，然后再运行，发现也会运行my_module1.py中的测试代码test(1, 2)。

"""
演示自定义模块
"""

# 导入自定义模块使用
# import my_module1
#
# my_module1.test(1, 2)

# from my_module1 import test
#
# test(1, 2)
#
# # 导入不同模块的同名功能
# from my_module1 import test
# from my_module2 import test
#
# test(1, 2)

# __main__变量
from my_module1 import test

  回到my_module1.py模块的代码中，如果我们不舍得删除测试代码test(1, 2)，就可以使用变量__main__，然后就能解决问题，如下几张图所示。这是因为__name__为内置变量，当运行含有“if name == ‘main’:”的判断语句的py文件时，它会将它（即__name__）设为’main’，而在别的py文件中调用这个py文件的某些功能时，它（即__name__）就不再是’main’了。因此，这样就实现了测试代码不用删除，在模块中能运行测试代码，而在导入模块时也不会执行模块中的测试代码了。（框里为my_module1.py文件修改后的代码）

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


if __name__ == '__main__':
    test(1, 2)

  然后，我们在两个文件my_module1.py、04_2_自定义模块.py中运行一下，可以发现上述效果已经实现。

  然后修改模块2（即文件my_module2.py）的代码如下。

def test(a, b):
    print(a - b)


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


def test_b(a, b):
    print(a - b)

  再修改名为“04_2_自定义模块”的py文件的代码，并运行，可以发现“from my_module2 import *”导入后，所有功能均可运用。

"""
演示自定义模块
"""

# 导入自定义模块使用
# import my_module1
#
# my_module1.test(1, 2)

# from my_module1 import test
#
# test(1, 2)
#
# # 导入不同模块的同名功能
# from my_module1 import test
# from my_module2 import test
#
# test(1, 2)

# # __main__变量
# from my_module1 import test

# __all__变量
from my_module2 import *

print(f"test(1, 2)的结果：", end="")
test(1, 2)
print(f"test_a(1, 2)的结果：", end="")
test_a(1, 2)
print(f"test_b(2, 1)的结果：", end="")
test_b(2, 1)

  然后回到模块2（即文件my_module2.py）的文件中，添加代码“all = [‘test_a’]”。再回到名为“04_2_自定义模块”的py文件中，发现只有test_a能使用，从中能体现变量__all__的作用。

  6.本小节的总结

五、Python包

  5.1 自定义包

  1.学习目标

  了解什么是Python包；掌握如何自定义包。

  2. 为什么要引入Python包

  3.什么是Python包

  4.如何创建Python包

  5.如何导入Python包

  6. 变量__all__

  7.本节的代码演示

  创建一个名为“05_1_Python包”的py文件。

  创建一个名为“my_package”的Python包（相比于普通的文件夹，Python包中含有文件__init__.py）。

  在名为“my_package”的Python包中新建两个模块文件my_module1.py、my_module2.py，然后分别在这两个模块文件中编写相应的代码。包里的模块文件my_module1.py的代码如下框。

"""
演示自定义模块1
"""


def info_print1():
    print("我是模块1的功能函数代码")

  包里的模块文件my_module2.py操作一样，它的代码如下框。

"""
演示自定义模块2
"""


def info_print2():
    print("我是模块2的功能函数代码")

  回到文件“05_1_Python包.py”中，输入代码并运行，体会从Python包中如何导入对应的模块一种方式。

"""
演示Python的包
"""

# 创建一个包
# 导入自定义的包中的模块，并使用
import my_package.my_module1
import my_package.my_module2

# 调用
my_package.my_module1.info_print1()  # 调用my_package包里的模块my_module1里的函数info_print1
my_package.my_module2.info_print2()  # 调用my_package包里的模块my_module2里的函数info_print2

  如下重新编写代码并运行（使用快捷键Ctr+/可快速注释），体会从Python包中如何导入对应的模块另一种方式。

"""
演示Python的包
"""

# 方式1
# # 创建一个包
# # 导入自定义的包中的模块，并使用
# import my_package.my_module1
# import my_package.my_module2
#
# # 调用
# my_package.my_module1.info_print1()  # 调用my_package包里的模块my_module1里的函数info_print1
# my_package.my_module2.info_print2()  # 调用my_package包里的模块my_module2里的函数info_print2

# 方式2
from my_package import my_module1
from my_package import my_module2

my_module1.info_print1()
my_module2.info_print2()

  如下重新编写代码并运行（使用快捷键Ctr+/可快速注释），体会从Python包中如何导入某模块的某函数。

"""
演示Python的包
"""

# 方式1
# # 创建一个包
# # 导入自定义的包中的模块，并使用
# import my_package.my_module1
# import my_package.my_module2
#
# # 调用
# my_package.my_module1.info_print1()  # 调用my_package包里的模块my_module1里的函数info_print1
# my_package.my_module2.info_print2()  # 调用my_package包里的模块my_module2里的函数info_print2

# # 方式2
# from my_package import my_module1
# from my_package import my_module2
#
# my_module1.info_print1()
# my_module2.info_print2()

# 导入某包的某模块的某函数
from my_package.my_module1 import info_print1
from my_package.my_module2 import info_print2

info_print1()
info_print2()

  为了看到变量’ all’对’from xxx import *'的影响，如下图，先修改文件__init__.py里面的内容，如下图所示。

__all__ = ['my_module1']

  回到文件“05_1_Python包.py”中，输入代码并运行。

"""
演示Python的包
"""

# 方式1
# # 创建一个包
# # 导入自定义的包中的模块，并使用
# import my_package.my_module1
# import my_package.my_module2
#
# # 调用
# my_package.my_module1.info_print1()  # 调用my_package包里的模块my_module1里的函数info_print1
# my_package.my_module2.info_print2()  # 调用my_package包里的模块my_module2里的函数info_print2

# # 方式2:导入包的指定模块     from 包名 import 模块名
# from my_package import my_module1
# from my_package import my_module2
#
# my_module1.info_print1()
# my_module2.info_print2()

# # 方式3：导入某包的某模块的某函数      from 包名.模块名 import 功能名
# from my_package.my_module1 import info_print1
# from my_package.my_module2 import info_print2
#
# info_print1()
# info_print2()

# 通过__all__变量，控制 import *
from my_package import *

my_module1.info_print1()
# my_module2.info_print2()

  然后取消图中所示那一行的代码，运行报错，即可说明变量’ all’对’from xxx import *'的影响，只能使用变量’ all’所指的模块。

  8.本小节的总结

  5.2 安装第三方包

  1.学习目标

  了解什么是第三方包;掌握使用pip安装第三方包。

  2. 什么是第三方包

  3. 如何安装第三方包-pip

  4. pip的网络优化

  国内网站不止这一个，随便必应一下就能找到很多如下框（来源于知乎上的Krabs），能用，速度够快就行。

清华：https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
阿里云：http://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/
中国科技大学 https://pypi.mirrors.ustc.edu.cn/simple/
华中理工大学：http://pypi.hustunique.com/
山东理工大学：http://pypi.sdutlinux.org/
豆瓣：http://pypi.douban.com/simple/

  5. 如何安装第三方包-PyCharm

  6.本节的演示

  （1）使用pip命令安装第三方包

  本小点将演示如何使用pip命令安装名为“numpy”的Python包。如下几张图所示（方法不唯一），打开“命令提示符”。

  然后在联网的条件下，按照“pip install 第三方包的名字”的格式，输入“pip install numpy”后，并按Enter键。

  我们会发现下载速度非常慢，这是由于pip程序默认连接的是国外的网站，所以在国内连接起来速度就非常慢。

  为了让下载速度更快，可以通过命令让其连接国内的网站进行包的安装，如下图所示，输入“pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple numpy”后按Enter键，然后会显示“Successfully”安装成功的提示。

  然后如下图所示，输入“python”进入python中，然后输入“import numpy”没报错就说明下载成功。

  （2）使用PyCharm命令安装第三方包

  这里以安装pandas包为例进行演示。首先，如图所示，在PyCharm右下角点击“解释器的设置”。

  接着，如下图所示操作就OK了。

  一些b站网友和我一样，下载包时报错（忘截图了），本人按一些网上给出的方法试了好几个都不行。回到PyCharm后，再试了一阵，发现将下载链接由清华源改成豆瓣源就没问题了（-i http://pypi.douban.com/simple/）。

  7.本小节的总结

六、Python:异常、模块、包：综合案例（自定义工具包）

  1.案例需求

  2.本节的演示

  打开软件，创建一个名为“06_综合案例练习”的py文件。

  创建“my_utils”包,在包内创建2个模块：str_util.py和file_util.py。



  如下编写模块str_util.py的代码，并运行测试一下。

"""
字符串相关的工具模块
"""


def str_reverse(s):
    """
    功能: 将字符串完成反转操作
    :param s: 将被反转的字符串
    :return: 反转后的字符串
    """
    return s[::-1]  # 利用切片反着取，形成一个新的字符串，并返回


def substr(s, x, y):
    """
    功能: 按照给定的下标完成给定字符串的切片
    :param s: 即将被切片的字符串
    :param x: 切片的开始下标
    :param y: 切片的结束下标
    :return: 切片完成后的字符串
    """
    return s[x:y]


if __name__ == '__main__':
    print(str_reverse("黑马程序员"))
    print(substr("黑马程序员", 1, 3))

  如下编写模块file_util.py的部分代码，先使用先前的文件“bill.txt”测试函数print_file_info的功能。

"""
文件处理相关的工具模块
"""


def print_file_info(file_name):
    """
    功能： 将给定路径的文件内容输出到控制台中
    :param file_name: 即将读取的文件路径
    :return: None
    """
    f = None  # 设置初始值
    try:
        f = open(file_name, "r", encoding="UTF-8")
        content = f.read()
        print("文件的全部内容如下：")
        print(content)
    except Exception as e:
        print(f"程序出现异常了，原因是：{e}")
    finally:
        if f:  # 如果变量是None,表示False,就不执行关闭文件的操作；如果有任何内容，就是True,就执行关闭文件的操作
            f.close()


if __name__ == '__main__':
    print_file_info("D:/test/bill.txt")

  先查看电脑里的路径D:\test，确保没有文件test_append.txt。然后继续完编写模块file_util.py的代码，测试函数append_to_file的功能。

"""
文件处理相关的工具模块
"""


def print_file_info(file_name):
    """
    功能： 将给定路径的文件内容输出到控制台中
    :param file_name: 即将读取的文件路径
    :return: None
    """
    f = None  # 设置初始值
    try:
        f = open(file_name, "r", encoding="UTF-8")
        content = f.read()
        print("文件的全部内容如下：")
        print(content)
    except Exception as e:
        print(f"程序出现异常了，原因是：{e}")
    finally:
        if f:  # 如果变量是None,表示False,就不执行关闭文件的操作；如果有任何内容，就是True,就执行关闭文件的操作
            f.close()


def append_to_file(file_name, data):
    """
    功能： 将指定的数据追加到指定的文件中
    :param file_name: 指定的文件的路径
    :param data: 指定的数据
    :return: None
    """
    f = open(file_name, "a", encoding="UTF-8")
    f.write(data)
    f.write("\n")  # 有一个换行符，保证下次追加时，首字不是紧贴着上次的内容，而是有一个换行隔开
    f.close()


if __name__ == '__main__':
    # print_file_info("D:/test/bill.txt")
    append_to_file("D:/test/test_append.txt", "黑马程序员")

  回到“06_综合案例练习.py”文件，编写代码后运行。

"""
演示异常、模块、包的综合案例练习
"""

# 创建my_utils包,  在包内创建：str_util.py和file_util.py  2个模块，并提供相应的函数
import my_utils.str_util
from my_utils import file_util

print(my_utils.str_util.str_reverse("黑马程序员"))
print(my_utils.str_util.substr("itheima", 0, 4))

print("未追加时", end="")
file_util.print_file_info("D:/test/test_append.txt")
file_util.append_to_file("D:/test/test_append.txt", "itheima")
print("追加后", end="")
file_util.print_file_info("D:/test/test_append.txt")

  好了，本章的笔记到此结束，谢谢大家阅读。