python 笔记（2）——文件、异常、面向对象、装饰器、json

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1、文件操作

1-1）打开文件的两种方式：

1-2）文件操作的简单示例： 

write方法:

read方法：

readline方法：

readlines方法：

2、异常处理

 2-1）不会中断程序的异常捕获和处理

2-2）中断程序的异常捕获和处理 raise

2-3）对操作文件的异常处理：

3、面向对象

4、闭包

5、装饰器（函数装饰器）

6、关于JSON的数据操作

6-1）dumps 方法

6-2）loads方法

6-3）dump方法

6-4）load 方法

---

1、文件操作

打开模式(mode)	描述
b	二进制模式。
+	打开一个文件进行更新(可读可写)。
r	以只读方式打开文件。文件的指针将会放在文件的开头。这是默认模式。
rb	以二进制格式打开一个文件用于只读。文件指针将会放在文件的开头。这是默认模式。一般用于非文本文件如图片等。
r+	打开一个文件用于读写。文件指针将会放在文件的开头。
rb+	以二进制格式打开一个文件用于读写。文件指针将会放在文件的开头。一般用于非文本文件如图片等。
w	打开一个文件只用于写入。如果该文件已存在则打开文件，并从开头开始编辑，即原有内容会被删除。如果该文件不存在，创建新文件。
wb	以二进制格式打开一个文件只用于写入。如果该文件已存在则打开文件，并从开头开始编辑，即原有内容会被删除。如果该文件不存在，创建新文件。
w+	打开一个文件用于读写。如果该文件已存在则打开文件，并从开头开始编辑，即原有内容会被删除。如果该文件不存在，创建新文件。
wb+	以二进制格式打开一个文件用于读写。如果该文件已存在则打开文件，并从开头开始编辑，即原有内容会被删除。如果该文件不存在，创建新文件。一般用于非文本文件如图片等。
a	打开一个文件用于追加。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。也就是说，新的内容将会被写入到已有内容之后。如果该文件不存在，创建新文件进行写入。
ab	以二进制格式打开一个文件用于追加。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。也就是说，新的内容将会被写入到已有内容之后。如果该文件不存在，创建新文件进行写入。
a+	打开一个文件用于读写。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。文件打开时会是追加模式。如果该文件不存在，创建新文件用于读写。
ab+	以二进制格式打开一个文件用于追加。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。如果该文件不存在，创建新文件用于读写。

参考自：https://www.runoob.com/python3/python3-file-methods.html 

1-1）打开文件的两种方式：

# 打开指定的文件，默认以读的方式打开，并指定编码的格式为utf-8
f = open('./test.txt','r', encoding = 'utf-8')

# 读取所有的内容
content = f.read()

# 输出内容
print(content)

# 使用完时手动关闭文件
f.close()

# 使用 with 自动处理资源关闭
with open('test.txt', 'r', encoding='utf-8') as f:
    content = f.read()
    # 到 with 缩进内容的最后，文件会被关闭
print(content)          # 执行这句前，文件已被关闭

 

1-2）文件操作的简单示例： 

test.txt
昨天是星期一，天气晴朗，我很开心；
今天是星期二，下了大雨，我很难过；
明天是星期三，听说还是要下大雨，我觉得我不会开心；
后天是星期四，不知道会怎么样呢；
永远相信美好的事情即将发生！

 

write方法:

# 'a' 用于追加，文件指针放到文件内容的结尾
f = open('test.txt', 'a', encoding = 'utf-8')

# 换行追加指定的内容
f.write("\n Hello. goodbye!")

f.close()

昨天是星期一，天气晴朗，我很开心；
今天是星期二，下了大雨，我很难过；
明天是星期三，听说还是要下大雨，我觉得我不会开心；
后天是星期四，不知道会怎么样呢；
永远相信美好的事情即将发生！
 Hello. goodbye!

 

read方法：

# 读取 指定读取的长度
f = open('test.txt', 'r', encoding='utf-8')
content = f.read(10)              # 读取前10个字符，如果没有指定，则是读入全部内容
print(list)
f.close()

with open('test.txt', 'r', encoding='utf8') as f:
    res = f.read(3)      # 默认读取第一行的内容，读取前3个字符
    print(res)
    res = f.read(3)      # 接着读入后面3个字符
    print(res)

 readline方法：

with open('test.txt', 'r', encoding='utf8') as f:
    res = f.readline()      # 默认读取第一行的内容，包括最后的换行符
    print(res)
    res = f.readline()      # 读取第二行的内容，包括最后的换行符
    print(res)

readlines方法：

with open('test.txt', 'r', encoding='utf-8') as f:
    line = f.readlines()        # 返回一个列表，其中的每一个元素是每一行的内容，包括最后的换行符
    print(line)

2、异常处理

 2-1）不会中断程序的异常捕获和处理

num_1 = 10
num_2 = 0

try:
    res = num_1 / num_2
    print(res)          # 不会执行
except:
    print('除数不能为0')     # 执行
finally:
    print('finally')       # 放到 finally中的内容最后无论如何都会执行

print(1 + 3)               # 会继续往下执行，程序不会中断

 

try:
    res = num_1 / num_2
    print(res)          # 不会执行
except Exception as e:      # 捕获所有 Exception 类中已定义的错误
    print(e)            # division by zero
finally:
    print('finally')    # 执行

print(1 + 2)            # 会继续执行

2-2）中断程序的异常捕获和处理 raise

try:
    res = num_1 / num_2
    print(res)          # 不会执行
except Exception as e:
    print(e)            # division by zero
    raise Exception('除数不能为0')       # 抛出异常，并提示 除数不能为0
finally:
    print('finally')

print(1 + 2)            # 不会执行，程序会中断

try:
    res = num_1 / num_2
    print(res)          # 不会执行
except ZeroDivisionError as e1:          # 逐层捕获错误
    print(e1)            # division by zero
    raise ZeroDivisionError('除数不能为0')   # 抛出错误并自定义提示内容
except Exception as e2:                  # Exception 是所有异常类的父类，应该放在最后
    print(e2)
    raise               # 抛出错误并给出对应的默认提示
finally:
    print('finally')

print(1 + 2)            # 不会执行

2-3）对操作文件的异常处理：

try:
    with open('../Normal/test.txt', 'r', encoding='utf-8') as f:
        res = f.read()
except FileNotFoundError as e:      # 文件不存在时的错误
    raise FileNotFoundError('文件不存在')
except Exception as e:              # 其他错误
    raise Exception('发生错误')
else:                   # 没有异常时执行
    print(res)

 

3、面向对象

class People:
    # 定义类属性
    type = '哺乳动物'

    # 定义私有属性 双下划线开头
    __private = ''

    # 定义构造方法 实例化时会自动调用，并且可以将实例变量或实例属性在此定义
    # self 形参属于类实例的引用，与其他语言中的 this 中的关键字类似
    # 类方法的第一个形参一定是 self （可以用其他的名称），代表实例本身
    def __init__(self, name = '', age = '', gender = ''):
        # 定义实例属性
        self.name = name
        self.age = age
        self.gender = gender

    # 用于释放实例空间，释放内存空间   程序结束后会自动调用，可以处理收尾工作
    def __del__(self):
        print('正在释放实例空间')

    # 打印类的实例使会触发的方法， 相当于 java 中的 toString；下面的操作是重写
    def __str__(self):
        return f'当前类的实例正在被打印'

    # 受保护的方法    子类可以继承
    def _protectFunc(self):
        print('这是一个受保护的方法')

    # 私有的方法     子类不能继承
    def __privateFunc(self):
        print('这是一个私有的方法')

    # 定义三个方法
    def talk(self, str):
        print(f'{self.name}: {str}.')

    def doing(self, str):
        print(f'{self.name}正在{str}.')

    def info(self):
        print(f'name: {self.name},age: {self.age}, gender: {self.gender}')

    # 定义类的静态方法，直接使用类名调用
    @classmethod
    def people_type(cls):       # cls 代表类本身
        print(cls.type)

# 新建一个Man类，继承于 People 类
class Man(People):
    # 重写父类的方法
    def talk(self, str):
        print('子类重写了父类的talk方法')

    # 拓展自己的新方法
    def eat(self):
        print('子类自己的方法 eat')

# 如果执行者是当前文件自身，则会执行以下的内容；被其他的模块导入时，不会执行下面的内容
if __name__ == '__main__':
    # p1 = People()           # 类的实例化，会自动调用构造方法
    # p1.name = '张三'          # 先找实例变量，在找类变量
    # p1.age = 14
    #
    # p2 = People()
    #
    # print(id(p1), id(p2))    # 两个不同的虚拟地址


    # p3 = People('张三', 23, '男')
    # # print(p3)
    # print(p3.name)
    #
    # People.people_type()        # 使用 类名.静态方法 调用类的静态方法（推荐）


    man = Man()
    man._protectFunc()          # 子类可以调用父类受保护的方法，不能调用父类私有的方法

4、闭包

        在一个函数中定义了一个内部函数，并且该内部函数使用了外部函数的参数或变量，则称为闭包。

def outer(x, y):
    z = x * y
    y = 20
    def inner(a = 0):
        return a + x + y + z
    return inner

# 由外部函数到内部函数依次传参
res = outer(2, 3)(4)        # 4 + 2 + 20 + 6
print(res)

res = outer(2, 3)()         # 0 + 2 + 20 + 6
print(res)

5、装饰器（函数装饰器）

        上面面向对象中，People类定义静态方法 people_type 的上一行：@classmethod 就是一个装饰器。

        装饰器本身也是一个函数，装饰器给其他的函数使用，可以改变程序执行的顺序。

'''
定义装饰器，用于统计函数的运行时间
函数里面定义了一个函数，称之为内部函数（闭包）
装饰器自带一个参数 —— func，用于获取被装饰函数的地址
内部函数运行结束后，必须要返回其函数名（地址）
'''
def stat(func):             # 装饰器，接收到的第一个参数是要使用该装饰器的函数的地址(函数名)
    def inner():
        start = time.time()
        print('当前时间为：', start)
        func()              # 执行该函数
        end = time.time()
        print('结束时间为：', end)
        print('总用时：', end - start)
    return inner


@stat       # 表示 test2 函数使用 stat 装饰器
def test2():
    result = 99999
    for i in range(100000):
        result = result - i ** 2
    print("result = ",result)

test2()             # 如果该函数有装饰器，则会直接去执行装饰器

def decorate(func):
    def inner(*args, **kwargs):
        print('###',args, kwargs)
        func(*args, **kwargs)
        print('finally')
    return inner

@decorate
def test(name, age):
    print(f'Hello,{name}.your age is {age}.')


test('张三', age=18)

在这里， test('张三',age=18) 相当于调用了 装饰器里的 inner('张三',age=18)

装饰器的内部函数接收到的参数就是传递给test的参数，第四行时，执行了 test 函数。

6、关于JSON的数据操作

sourceObj = [
    {'name': 'Tom', 'age': 15, 'gender': 'man', 'num': 1001},
    {'name': 'ben', 'age': 14, 'gender': 'woman', 'num': 1002},
    {'name': 'jam', 'age': 15, 'gender': 'woman', 'num': 1003},
    {'name': 'jack', 'age': 16, 'gender': 'man', 'num': 1004},
]
sourceStr = ('[{"name": "Tom", "age": 15, "gender": "man", "num": 1001}, '
             '{"name": "ben", "age": 14, "gender": "woman", "num": 1002}, '
             '{"name": "jam", "age": 15, "gender": "woman", "num": 1003}, '
             '{"name": "jack", "age": 16, "gender": "man", "num": 1004}]')

import json

6-1）dumps 方法

         将 json 对象（python字典）转换成 json 字符串。单引号会转换成双引号。

import json
jsonstr = json.dumps(sourceObj)        # 使用 dumps 方法将其转换成 json 字符串
print(type(jsonstr))
print(jsonstr)              # 单引号会变成双引号

6-2）loads方法

        将 json 字符串转成 json 对象（Python字典）

jsonObj = json.loads(sourceStr)         # 将 json 格式的字符串转成对象列表的形式
print(jsonObj[0]['name'])               # Tom

6-3）dump方法

         将 json 对象格式的内容以 json 对象写出到指定文件

with open('./jsonString.json','w', encoding='utf-8') as f:
    json.dump(json.loads(sourceStr), f)         # 将json对象格式的内容写出

 

6-4）load 方法

         将json对象文件中的内容以字典列表的形式读入

with open('./jsonString.json', 'r') as f:
    res = json.load(f)
    print(res[0]['name'])           # Tom
    print(type(res))                #