Python异常模块与包

一、了解异常

1.1 什么是异常

当检测到一个错误时，Python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”, 也就是我们常说的BUG。

1.2 总结

二、异常的捕获方法

2.1 为什么要捕获异常

当我们的程序遇到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，整个程序继续进行

捕获异常的作用在于：提前假设某处会出现异常，做好提前准备，当真的出现异常的时候，可以有后续手段。

2.2 捕获常规异常

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

2.3 捕获指定异常

基本语法：

try:

	print(name)

except NameError as e:

	print('name变量名称未定义错误')

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。

2.4 捕获多个异常

当捕获多个异常时，可以把要捕获的异常类型的名字，放置except后，并使用元组的方式进行书写。

try:

	print(1/0)

excpet (NameError, ZeroDivisionError):

	print('ZeroDivision错误...')

2.5 捕获异常并输出描述信息

基本语法：

try:

	print(num)

except (NameError, ZeroDivisionError) as e:

	print(e)

2.6 捕获所有异常

基本语法

try:

	print(num)

except Exception as e:

	print(e)

2.7 异常else

else表示的是如果没有异常要执行的代码。

try:

    print(1)

except Exception as e:

	print(e)

else:

	print('我是else，是没有异常的时候执行的代码')

2.8 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 e:

	f = open('test.txt', 'w')

else:

	print('没有异常')

finally:

	f.close()

2.9 总结

三、异常的传递

3.1 异常的传递

异常是具有传递性的

当函数func01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func02, 当func02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。利用异常具有传递性的特点, 当我们想要保证程序不会因为异常崩溃的时候, 就可以在main函数中设置异常捕获, 由于无论在整个程序哪里发生异常, 最终都会传递到main函数中, 这样就可以确保所有的异常都会被捕获。

四、python模块

4.1 模块的导入

4.1.1 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：模块就是一个Python文件，里面有类、函数、变量等，我们可以拿过来用（导入模块去使用）

4.1.2 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]

常用的组合方式：

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

4.1.2.1 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()

案例：导入time模块

# 导入时间模块

import time

print("开始")

# 让程序睡眠1秒(阻塞)

time.sleep(1)

print("结束")

4.1.2.2 from 模块名 import 功能名

基本语法：

from 模块名 import 功能名

功能名()

案例：导入time模块中的sleep方法

# 导入时间模块中的sleep方法

from time import sleep

print("开始")

# 让程序睡眠1秒(阻塞)

sleep(1)

print("结束")

4.1.2.3 from 模块名 import *

基本语法：

from 模块名 import *

功能名()

案例：导入time模块中所有的方法

# 导入时间模块中的所用方法

from time import *

print('开始')

# 让程序睡眠1秒（阻塞）

sleep(1)

print('结束')

4.1.2.4 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 as 别名

案例：

# 模块别名

import time as tt

tt.sleep(2)

print('sleep')

#功能别名

from time import sleep as s1

s1(2)

print('sleep')

4.1.3 总结

4.2 自定义模块

4.2.1 制作自定义模块

Python中已经帮我们实现了很多的模块. 不过有时候我们需要一些个性化的模块, 这里就可以通过自定义模块实现, 也就是自己制作一个模块。

注意:

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。

4.2.2 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test(1,1)

def test(a, b):

    print(a + b)

test(1, 1)

问题：

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test函数的调用

解决方案：

def test(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test函数调用

if __name__ == '__main__':

    test (1, 1)

注意事项：当导入多个模块的时候，且模块内有同名的功能，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。

# 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)

# 注意事项:当导入多个模块的时候，且模块内有同名的功能，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。

_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，但是如果是通过'from xxx import test_B'导入时，仍然是可以使用到test_B这个方法的。

4.2.3 总结

五、python包

5.1 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

包的作用: 当我们的模块文件越来越多时,包可以帮助我们管理这些模块, 包的作用就是包含多个模块，但包的本质依然是模块。

5.2 快速入门

步骤如下：

新建包'my_package'
新建包内模块:'my_module1'和'my_module2'
模块内代码如下

Pycharm中的基本步骤:

[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

导入包

方式一：

import 包名.模块名

包名.模块名.目标

方式二：

注意：必须在'_all_'文件中添加

'_all_'=[],控制允许导入的模块列表

from 包名 import *

5.3 安装第三方包

5.3.1 什么是第三方包

我们知道，包可以包含一堆的Python模块，而每个模块又内含许多的功能。

所以，我们可以认为：一个包，就是一堆同类型功能的集合体。

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

安装第三方包-pip

第三方包的安装非常简单，我们只需要使用Python内置的pip程序即可。

pip install 包名称

pip的网络优化

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

https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple 是清华大学提供的一个网站，可供pip程序下载第三方包

安装第三方包-PyCharm

5.3.2 总结

六、Python异常、模块、包的综合案例

创建一个自定义包，名称为：my_utils (我的工具）

在包内提供2个模块

str_util.py （字符串相关工具，内含：）
- 函数：str_reverse(s)，接受传入字符串，将字符串反转返回
- 函数：sub_str(s, x, y)，按照下标x和y，对字符串进行切片
file_util.py（文件处理相关工具，内含：）
- 函数：print_file_info(file_name)，接收传入文件的路径，打印文件的全部内容，如文件不存在则捕获异常，输出提示信息，通过finally关闭文件对象
- 函数：append_to_file(file_name, data)，接收文件路径以及传入数据，将数据追加写入到文件中

构建出包后，尝试着用一用自己编写的工具包。

str_util.py

# 功能：接收传入字符串，将字符串反转返回

def str_reverse(s):

    return s[::-1]

# 功能：按照下标x和y，对字符串进行切片

def sub_str(s, x, y):

    return s[x:y]

file_util.py

"""

接收传入文件的路径，打印文件的全部内容,打印文件的全部内容。

若文件不存在则捕获异常，输出提示信息，通过finally关闭文件对象

"""

def print_file_info(filename):

    f = None

    try:

        f = open(filename, "r", encoding="UTF-8")

        print(f.read())

    except Exception as e:

        print(f"文件不存在，异常信息是：{e}")

    finally:

        if f:  # 如果变量是None，表示False，如果有任何内容，就是True

            f.close()

# 功能：接收文件路径以及传入数据，将数据追加写入到文件中

def append_to_file(file_name, data):

    f = open(file_name, "a", encoding="UTF-8")

    # 将数据追加写入到文件中

    f.write(data)

    f.write("\n")

    # 关闭文件

    f.close()

main_test.py

# import my_utils.str_util

import my_utils.file_util

from my_utils.str_util import str_reverse

# print(str_reverse("abcdefg"))

# import my_utils.str_util

# print(my_utils.str_util.sub_str("hello world!", 1, 2))

# from my_utils.file_util import print_file_info

# print_file_info("D:\\workspace\\python-learn\\09_异常_模块_包\\123.txt")

from my_utils.file_util import *

my_utils.file_util.append_to_file("D:/workspace/python-learn/09_异常_模块_包/123.txt", "键盘敲烂，月薪过万！")