day29,元类,单例模式,异常处理

不念不忘少年蓝@ 2021-11-09 00:50 315阅读 0赞

#                                 元类,单例模式,异常处理 #

# 元类 #

## 什么是元类 ##

一切皆对象

类也是对象,可以把一个类当成普通对象来使用,比如存储到列表中,或者作为参数传给函数等等...

对象是如何产生的? 通过类实例化产生的

类对象 是由type实例化产生的

class AClass:    pass print(type(AClass))

我们可以手动调用type来实例化产生一个类

一个类由三个部分组成

1.类的名称 我是谁

2.类的父类们我从哪里来

3.类的名称空间 我有什么

type(类名,父类元组,名称空间字典)  #返回一个新的类  type(对象)  #将会返回这个对象的类型

所以:我们可以总结出 当你定义一个class时,解释器会自动调用type来完成类的实例化

# 模拟解释器创建类对象
    def test1(a):
        print(a)
    
    def test2(self,b):
        print(self,b)
    
    class_name = "C"
    bases = (object,)
    name_dict = {
        "name":"jack","test1":test1,"test2":test2}
    
    C = type(class_name,bases,name_dict)
    # print(C)
    c1 = C()
    # print(c1)
    c1.test2(100)

补充 exec 与 eval

exec用于执行字符串形式的python代码 只要符合python都能执行 ,并且可以指定将执行产生的名字放入某个名称空间

eval 用于执行简单的表达式,不能有任何的特殊语法

class_text = """
    class A:
        def test(self):
            print(self)
    """
    loca2 = {}
    exec(class_text,None,loca2)
    print(loca2)
    #eval(class_text)  #报错

##### 元类: 用于产生类的类 称之为元类  #####

##### 元类翻译为:metaclass 只要看见它就应该想起来这是元类  #####

我们在定义元类时 尽量在类名后添加MetaClass 方便阅读

## 用来干啥 ##

当我们需要高度定制类时,如限制类名必须大写开头等等...

就需要使用元类,但是元类type中的代码 无法被修改 ,只能创建新的元类(继承自type) 通过覆盖`__init__`来完成对类的限制

## 使用元类 ##

### 如何自定义元类: ###

class MyMetaClass(type):    pass  # 使用自定义元类 class Person(metaclass=MyMetaClass):    pass

### `__init__`方法 (重点) ###

实例化对象时会自动执行类中的`__init__`方法, 类也是对象 ,在实例化类对象时会自动执元类中的`__init__`方法

并且传入类的三个必要参数,类的名字,父类们,名称空间

当然会自动传入类对象本身作为第一个参数

案例: 限制类名必须首字母大写 控制类中方法名必须全部小写
    class MyMetaClass(type):
        def __init__(self,class_name,bases,name_dict):
    
            super().__init__(class_name,bases,name_dict)
            # 类名必须首字母大写  否则直接抛出异常
            if not class_name.istitle():
                print("类名必须大写 傻x!")
                raise Exception
    
            # 控制类中方法名必须全部小写
            for k in name_dict:
                if str(type(name_dict[k])) == "<class 'function'>":
                    if not k.islower():
                        raise Exception
        pass
    
    # 会自动调用其元类中的 __init__ 方法传入 类对象本身 类名称 父类们  名称空间
    class Student(object,metaclass=MyMetaClass): # MyMetaClass("Student",(object,),{})
        NAME = 10
        def say(self):
            print("SAY")
        pass

### `__new__`方法 ###

元类中的new方法会在创建类对象时执行,并且先于init方法

作用是创建一个类对象

class A(metaclass=MyMetaClass):

pass

1.执行MyMetaClass的`__new__`方法 拿到一个类对象

2.执行MyMetaClass的`__init__` 方法 传入类对象以及其他的属性 ,进行初始化

注意:如果覆盖了`__new__` 一定也要调用type中的`__new__`并返回执行结果

class MyMetaClass(type):
    
        def __init__(self,class_name,bases,name_dict):
            # super().__init__(class_name,bases,name_dict)
            print("init")
            pass
    
        # 该方法会在实例化类对象时自动调用并且在 init 之前调用
        # 其作用时用于创建新的类对象的
        # 注意这里必须调用type类中的__new__ 否则将无法产生类对象   并且返回其结果
        def __new__(cls, *args, **kwargs):
            # cls 表示元类自己 即MyMetaClass
            # print("new")
            # print(args,kwargs)
            return type.__new__(cls,*args,**kwargs)  # 如果覆盖__new__ 一定要写上这行代码
    
    
    class Person(metaclass=MyMetaClass):
        pass
    
    print(Person)
    
    # 就算__init__中什么都不写 这个类对象其实已经创建完成了 该有的属性都有了
    # 这是与普通类不同之处
    
    # print(Person.__name__)
    
    
    # class Student:
    #     def __init__(self,name):
    #         pass
    #
    # s = Student("张三")
    #
    # s.name

##### 使用new方法也可以完成定制类的工作 和init有什么区别? #####

在调用init方法前类对象已经创建完成了

所以如果对性能要求高的话 可以选在在new中完成定制 如果发现有问题,就不用创建类对象了

需求: 要求每个类必须包含`__doc__`属性

class DocMeatClass(type):
    
        def __init__(self,class_name,bases,name_dict):
            super().__init__(class_name,bases,name_dict)
            # if not("__doc__" in name_dict and name_dict["__doc__"]):
            #     raise  Exception
            
            # 或者如下
            if not self.__doc__:
                raise Exception
    
    class Person(metaclass=DocMeatClass):
        """"""
        pass
    # 需求: 要求每个类必须包含__doc__属性   __doc__ 用于访问一个对象的注释信息
    
    
    # 你要控制类的创建  那就自定义元类 覆盖__init__
    class DocMeatClass(type):
    
        def __init__(self,class_name,bases,name_dict):
            super().__init__(class_name,bases,name_dict)
            # if not("__doc__" in name_dict and name_dict["__doc__"]):
            #     raise  Exception
            if not self.__doc__:
                raise Exception
    
    class Person(metaclass=DocMeatClass):
        pass

### `__call__`方法(重点) ###

元类中的 call方法会在调用类时执行,

可以用于控制对象的创建过程

class MyMeta(type):
    
        # 获得某个类的实例
        def __call__(self, *args, **kwargs):
            print("call")
            # return super().__call__(*args,**kwargs)
            new_args = []
            for i in args:
                if isinstance(i,str):
                    new_args.append(i.upper())
                else:
                    new_args.append(i)
            return super().__call__(*new_args,**kwargs)
    
    
    
    # 注意注意注意:  __new__  __init__ 是创建类对象时还会执行
    # __call__ 类对象要产生实例时执行
    
    class Student(metaclass=MyMeta):
        def __init__(self,name,gender,age):
            self.name = name
            self.gender = gender
            self.age = age
    
    s = Student("jack","woman",18)
    print(s.age)
    print(s.gender)
    
    
    class Person(metaclass=MyMeta):
        def __init__(self,name,gender):
            self.name = name
            self.gender = gender
    
    p = Person("rose","man")
    print(p.name)

总结:当你要定制类时,就自定义元类并覆盖**init**方法

**元类实现单例模式**

**什么是单例:**

某个类如果只有一个实例对象,那么该类成为单例类

单例的好处:

当某个类的所有对象特征和行为完全一样时,避免重复创建对象,浪费资源

案例:

** 元类实现单例模式:**

![ContractedBlock.gif][] ![ExpandedBlockStart.gif][]

class SingletonMetaClass(type):
        #创建类时会执init 在这为每个类设置一个obj属性 默认为None
        def __init__(self,a,b,c):
            super().__init__(a,b,c)
            self.obj = None
    
        # 当类要创建对象时会执行 该方法
        def __call__(self, *args, **kwargs):
             # 判断这个类 如果已经有实例了就 直接返回 从而实现单例
            if self.obj:
                return self.obj
    
            # 没有则创建新的实例并保存到类中
            obj = type.__call__(self,*args,**kwargs)
            self.obj = obj
            return obj
    
    
    
    
    class Person(metaclass=SingletonMetaClass): #　Person = SingletonMetaClass("Person",(object,),{})
        def __init__(self,name,age,gender):
            self.name = name
            self.age = age
            self.gender = gender
    
        def say(self):
            print("my name is %s  my 姑姑 is 龙妈" % self.name)
    
    class Student(metaclass=SingletonMetaClass):
        def __init__(self,name,age,gender):
            self.name = name
            self.age = age
            self.gender = gender
    
        def say(self):
            print("my name is %s  my 姑姑 is 龙妈" % self.name)
    
    
    
    p1 = Person("jon snow",18,"man")
    # p1.say()
    p2 = Person("jon snow",18,"man")
    
    
    # # p1.say()
    # p3 = Person("jon snow",18,"man")
    # p1.say()
    # print(p1, p2)
    
    
    stu = Student("布兰",16,"man")
    print(p1 , stu)
    
    stu1 = Student("布兰",16,"man")
    
    stu2 = Student("布兰",16,"man")
    stu3 = Student("布兰",16,"man")

# 异常 #

### 什么是异常 ###

异常是程序运行过程中发生的非正常情况,是一个错误发生时的信号

异常如果没有被正确处理的话,将导致程序被终止,这对于用户体验是非常差的,可能导致严重的后果

处理异常的目的就是提高程序的健壮性

### 异常的分类 ###

python解释器在执行代码前会先检查语法,语法检查通过才会开始执行代码

1.语法检测异常 作为一个合格的程序员 是不应该出现这种低级错误

2.运行时异常

已经通过语法检测,开始执行代码,执行过程中发生异常 称之为运行时异常

### 异常: ###

TypeError: 'int' object is not subscriptable     对象不能被切片  
    TypeError: 'list' object is not callable        对象不能被调用
    IndexError: list index out of range                索引超出范围
    TypeError: 'builtin_function_or_method' object is not iterable     对象不能被迭代
    KeyError: 'xxx'      不存在这个key
    FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: 'xxxxx'  文件找不到

### 异常的组成: ###

Traceback (most recent call last):
      File "F:/python8期/课堂内容/day29/11.常见异常.py", line 22, in <module>
        with open("xxxxx") as f:
    FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: 'xxxxx'

Traceback    是异常追踪信息   用于展示错误发生的具体位置 以及调用的过程
    其中 包括了 错误发生的模块  文件路径   行号  函数名称  具体的代码
    
    最后一行  前面是错误的类型  
    		 后面 错误的详细信息   在查找错误时 主要参考的就是详细信息

### 异常处理 ###

异常发生后 如果不正确处理将导致程序终止,我们必须应该尽量的避免这种情况发生

# 如何正确处理异常 #

1.  当发生异常 不是立马加try 要先找出错误原因并解决它 
2.  try 仅在 即使你知道为什么发生错误 ,但是你却无法避免例如 你明确告诉用户 需要一个正确文件路径 然而用户依然传入了错误的路径 
    
    如 socket 双方都要使用管道 ,但是如果一方有由于某些原因强行关闭了 ,即使你知道原因也无法避免出错 那就只能try 保证程序正常结束 
    
    总结一句话:能不加try 就不加try

## 自定义异常类 ##

当系统提供异常类不能准确描述错误原因时 就可以自定义异常类

继承自Exception即可

class  MyException(Exception):
        pass

### 主动抛出异常: ###

什么时候需要主动抛出异常

当我们做功能的提供者,给外界提供一个功能接口

但是使用者不按照相应的方式来使用,或者参数类型不正确等原因,导致功能无法正常执行时,就应该主动抛出异常

主动抛出异常使用raise 关键字

后面可以跟任何Exception的子类 或是 对象

raise MyException
    raise MyException("错误具体原因!")

### 断言assert ###

断言 其实可以理解为断定的意思

即非常肯定某个条件是成立的

条件是否成立其实可以使用if来判断

其存在的目的就是 为了简化if 判断而生的

转载于:https://www.cnblogs.com/WBaiC1/p/10920417.html

[ContractedBlock.gif]: https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif
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