异常和模块

异常

目标

• 了解异常
• 捕获异常
• 异常的else
• 异常finally
• 异常的传递
• 自定义异常

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。

open('test.txt', 'r')

二. 异常的写法

2.1 语法

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

2.2 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')

2.3 捕获指定异常

2.3.1 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

2.3.2 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。

2.3.3 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')

2.3.4 捕获异常描述信息

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

2.3.5 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)

2.4 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')

2.5 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

体验异常传递

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. 总结

• 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...

模块和包

目标

• 了解模块
• 导入模块
• 制作模块
• __all__
• 包的使用方法

一. 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。

1.1. 导入模块

1.1.1 导入模块的方式

• import 模块名
• 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

1.1.2 导入方式详解

1.1.2.1 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

1.1.2.2 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))

1.1.2.3 from .. import *

• 语法

from 模块名 import *

• 体验

from math import *
print(sqrt(9))

1.1.2.4 as定义别名

• 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')

1.2. 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。

1.2.1 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)

1.2.2 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)

1.2.3 调用模块

import my_module1
my_module1.testA(1, 1)

1.2.4 注意事项

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。

• 体验

# 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)

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。

1.4. __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()

二. 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。

2.1 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。

2.1.1 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')

2.2 导入包

2.2.1 方法一

import 包名.模块名

包名.模块名.目标

2.2.1.1 体验

import my_package.my_module1

my_package.my_module1.info_print1()

2.2.2 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

2.2.2.1 体验

from my_package import *

my_module1.info_print1()

三. 总结

• 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