第九章:Python异常、模块和包

9.1 异常的捕获方法

为什么需要捕获异常

当我们的程序遇到了BUG,那么接下来有两种情况:
①整个程序因为一个BUG停止运行
②对BUG进行提醒,整个程序将继续运行
在之前的学习中,我们所有的程序遇到BUG就会出现①这种情况,也就是整个程序直接奔溃。但是在真实工作中,我们肯定不能因为一个小的BUG就让整个程序全部奔溃,也就是我们希望达到②的这种情况。这里我们就需要使用到捕获异常。
捕获异常的作用在于:假设某处会出现异常,提前做好准备,当真的出现异常的时候,可以有后续手段。

基本语法:

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

捕获常规异常:

try:

    可能发生错误的代码

except 常规异常 as 别名

    如果出现指定的常规异常执行的代码

常规异常例如:NameError------使用未定义的变量

                         ZeroDivisionError---------把0当作被除数 

try:
    print(text)
except NameError as a:
    print("NameError")       
    print(a)             #输出name 'text' is not defined
try:
    1/0
except NameError as a:       #代码是错误的,因为指定NameError异常,                             
    print("NameError")       #但是1/0是zeroDivisionError异常

捕获多个常规异常

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:

    可能发生错误的代码

except (常规异常1,常规异常2,...):

    如果出现指定的常规异常执行的代码

捕获所有异常

try:

    可能发生错误的代码

except Exception as e:

    如果出现异常执行的代码

或者:

try:

    可能发生错误的代码

except :

    如果出现异常执行的代码

异常else

else表示的是如果没有异常要执行的代码。

try:

    可能发生错误的代码

except Exception as e:

    如果出现异常执行的代码

else:

    如果没有异常执行的代码

异常的finally

finally表示:无论是否异常都要执行的代码

try:

    可能发生错误的代码

except Exception as e:

    如果出现异常执行的代码

else:

    如果没有异常执行的代码

finally:

    有没有异常都会执行的代码

try:
    f=open("text.txt","r",encoding="UTF-8")
except Exception:
    print("出现异常了")
    f=open("text.txt","w",encoding="UTF-8")
else:
    print("没有出现异常")
finally:
    f.close()

#except语句和else语句只会运行一个
#不论是except运行还是else运行,finally都会运行

9.2 异常的传递性

异常是具有传递性的

def func1():
    print("func1开始")
    1/0                    #异常在func1中发生,但没有捕获
    print("func1结束")

def func2():
    print("func2开始")
    func1()
    print("func2结束")

def main():
    try:
        func2()
    except Exception as e:      #异常传递到main,并且捕获
        print(e)

当函数func1中发生异常,并且没有捕获处理这个异常的时候,异常会传递到函数func2,当func2也没有捕获处理这个异常的时候,main函数会捕获这个异常,这就是异常的传递性。
提示:当所有函数都没有捕获异常的时候,程序就会报错。

9.3 Python模块

什么是模块

Python模块(Module),是一个Python 文件,以.py 结尾。模块能定义函数,类和变量,模块里也能包含可执行的代码。
模块的作用:python中有很多各种不同的模块,每一个模块都可以帮助我们快速的实现一些功能,比如实现和时间相关的功能就可以使用time模块。我们可以认为一个模块就是一个工具包,每一个工具包中都有各种不同的工具供我们使用,进而实现各种不同的功能。我们可以把模块拿过来用(导入模块去使用)。

模块的导入方式

模块在使用前需要先导入,导入的语法如下:
[from  模块名]  import  [模块|类|变量|函数|*]  [as  别名]
注意:加入[ ]的部分是可以省略的;通过"."来确定层级关系;模块的导入一般写在代码文件的开头位置

常用的组合形式如:

  • import 模块名
  • from  模块名  import 类、变量、方法等
  • from  模块名  import * 
  • import  模块名  as  别名
  • from  模块名  import 功能名  as  别名

 import 模块名

基本语法: 

import  模块名
import  模块名1,模块名2


模块名.功能名()              #调用语法,可以调用模块里的所有类、函数、变量

示例:

import time    #导入Python内置的time模块(time.py这个代码文件)

time.sleep(5)  #调用time模块里的sleep函数,时间停留5秒钟

 from 模块名 import 功能名

基本语法:

from 模块名 import 功能名
功能名()                              #调用语法,可以直接使用函数、类、变量

from time import sleep

sleep(5)          #时间停留5秒钟

 from  模块名 import *

基本语法:

from 模块名 import *       #*表示全部,也就是导入模块里的全部功能
功能名()                          #调用语法,可以直接使用函数、类、变量

注意:这种写法和(import 模块名)一样,都可以使用模块里的所有功能。但是调用的语法不一样。

as定义别名

基本语法:

#模块定义别名
import 模块名 as 别名


#功能定义别名
from 模块名 import 功能名 as 别名

制作自定义模块 

如何制作:新建一个xxx.py文件,在里面写上想要的功能。在其他python文件里就可以调用,xxx就是模块名。

注意事项:

my_module1.py模块

def func(a,b):
    return a+b

my_module2.py模块

def func(a,b):
    return a-b

test.py文件

from my_module1 import func
from my_module2 import func

print(func(2,13))     #func函数是my_module2里的

注意事项:当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

测试模块

在实际开发中,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该模块的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func(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func函数的调用

def func(a,b):
    return a+b

func(1,1)

解决方案:

将my_ module1. py文件中的代码这样修改

def func(a,b):
    return a+b

#只在当前文件中调用该函数,其他导入的文件不会
if __name__=='__main__':
    func(1,1)

python文件都会有一个内置变量,叫做“__name__” ,当这个文件运行的时候,它会被标记成“__main__”。所以只有模块文件运行的时候,才会调用fun(1,1)函数。

__all__变量

如果一个模块文件中有__all__ 变量, 当使用from xx import * 导入时,只能导入这个列表中的元素;若没有__all__ 变量,则全部功能都能导入。

my_module1.py模块:

__all__=['func1']

def func1(a,b):
    return a+b

def func2(a,b):
    return a-b

 test.py文件:

from my_module1 import *

print(func1(1,2))

#print(func2(2,3))     #语法错误,func2函数不能调用

注意: __all__ 变量只作用在*上。若是from xxx import 功能名,不管这个功能在不在__all__ 变量里,都可以使用。

from my_module1 import func2

print(func2(3,1))     #输出2

9.4 Python包

什么是python包

从物理上看,包就是一个文件夹,在该文件夹下包含了一个__init__ .py 文件,该文件夹可用于包含多个模块文件。从逻辑上看,包的本质依然是模块。python包=__init__ .py+模块s
包的作用:当我们的模块文件越来越多时,包可以帮功我们管理这些模块,包的作用就是包含多个模块,但包的本质依然是模块。

若文件夹下没有__init__ .py 文件,则他就是个普通文件夹,而不是包。

创建python包的步骤如下:

  1. 新建包my_package。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. 新建包内模块:my_ module1和 my_ module2

模块内代码如下:

第九章:Python异常、模块和包_第1张图片

如何导入包?

  • 方式一:

import 包名.模块名

包名.模块名.功能名()       #调用语法

  • 方式二:

from 包名 import 模块名

模块名.功能名()       #调用语法

  • 方式三 :

from 包名.模块名 import 功能名

功能名()       #调用语法

方式四

#注意:必须在__init__ .py文件中添加__all__ =[ 模块1,模块2..],控制允许导入的模块列表
from 包名 import *

模块名.功能名()       #调用语法

9.5 安装第三方Python包

在Python程序的生态中,有许多非常多的第三方包(非Python官方),可以极大的帮助我们提高开发效率,如:

  • 科学计算 中常用的: numpy包
  • 数据分析中常用的: pandas包
  • 大数据计算中常用的: pyspark、apache-flink包
  • 图形可视化常用的: matplotlib、 pyecharts
  • 人工智能常用的: tensorflow

但是由于是第三方,所以Python没有内置,所以我们需要安装它们才可以导入使用。

安装第三方包--pip

我们只需要使用Python内置的pip程序即可。
点击WIN+R,打开命令提示符,在里面输入:pip install 包名
即可通过网络快速安装第三方包

由于pip是连接的国外的网站进行包的下载,所以有的时候速度会很慢。
我们可以通过如下命令,让其连接国内的网站进行包的安装:
pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple 包名称

安装第三方包--pycharm

可以在pycharm软件上直接进行安装。安装的方法:

Pycharm中pip的安装和更新,库的安装,镜像源的改变(在新版和旧版pycharm)等问题的解决 - 知乎 (zhihu.com)icon-default.png?t=N658https://zhuanlan.zhihu.com/p/578773097

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