pythondiary11__模块和包，异常

末蓝、 2022-05-18 05:08 171阅读 0赞

## 模块 ##

### 1.1 模块的概念 ###

> **模块是 Python 程序架构的一个核心概念**

*  每一个以扩展名 `py` 结尾的 `Python` 源代码文件都是一个 **模块**
 *  **模块名** 同样也是一个 **标识符**，需要符合标识符的命名规则
 *  在模块中定义的 **全局变量** 、**函数**、**类** 都是提供给外界直接使用的 **工具**
 *  **模块** 就好比是 **工具包**，要想使用这个工具包中的工具，就需要先 **导入** 这个模块

### 1.2 模块的两种导入方式 ###

1）import 导入

import 模块名1, 模块名2

> 提示：在导入模块时，每个导入应该独占一行

import 模块名1
    import 模块名2

*  **导入之后**
    
     *  通过 `模块名.` 使用 **模块提供的工具** —— **全局变量**、**函数**、**类**

使用 `as` 指定模块的别名

> **如果模块的名字太长**，可以使用 `as` 指定模块的名称，以方便在代码中的使用

import 模块名1 as 模块别名

> 注意：**模块别名** 应该符合 **大驼峰命名法**

2）from...import 导入

*  如果希望 **从某一个模块** 中，导入 **部分** 工具，就可以使用 `from ... import` 的方式
 *  `import 模块名` 是 **一次性** 把模块中 **所有工具全部导入**，并且通过 **模块名/别名** 访问

# 从 模块 导入 某一个工具
    from 模块名1 import 工具名

*  导入之后
    
     *  **不需要** 通过 `模块名.`
     *  可以直接使用 **模块提供的工具** —— **全局变量**、**函数**、**类**

**注意**

> 如果 **两个模块**，存在 **同名的函数**，那么 **后导入模块的函数**，会 **覆盖掉先导入的函数**

*  开发时 `import` 代码应该统一写在 **代码的顶部**，更容易及时发现冲突
 *  一旦发现冲突，可以使用 `as` 关键字 **给其中一个工具起一个别名**

from...import \*（知道）

# 从 模块 导入 所有工具
    from 模块名1 import *

**注意**

> 这种方式不推荐使用，因为函数重名并没有任何的提示，出现问题不好排查

### 1.3 模块的搜索顺序\[扩展\] ###

`Python` 的解释器在 **导入模块** 时，会：

1.  搜索 **当前目录** 指定模块名的文件，**如果有就直接导入**
2.  如果没有，再搜索 **系统目录**

> 在开发时，给文件起名，不要和 **系统的模块文件** **重名**

`Python` 中每一个模块都有一个内置属性 `__file__` 可以 **查看模块** 的 **完整路径**

**示例**

import random
    
    # 生成一个 0～10 的数字
    rand = random.randint(0, 10)
    
    print(rand)

> 注意：如果当前目录下，存在一个 `random.py` 的文件，程序就无法正常执行了！

*  这个时候，`Python` 的解释器会 **加载当前目录** 下的 `random.py` 而不会加载 **系统的** `random`模块

### 1.4 原则 —— 每一个文件都应该是可以被导入的 ###

*  一个 **独立的 `Python` 文件** 就是一个 **模块**
 *  在导入文件时，文件中 **所有没有任何缩进的代码** 都会被执行一遍！

**实际开发场景**

*  在实际开发中，每一个模块都是独立开发的，大多都有专人负责
 *  **开发人员** 通常会在 **模块下方** **增加一些测试代码**
    
     *  仅在模块内使用，而被导入到其他文件中不需要执行

`__name__` 属性

>  *  `__name__` 属性可以做到，测试模块的代码 **只在测试情况下被运行**，而在 **被导入时不会被执行**！

*  `__name__` 是 `Python` 的一个内置属性，记录着一个 **字符串**
 *  如果 **是被其他文件导入的**，`__name__` 就是 **模块名**
 *  如果 **是当前执行的程序** `__name__` 是 **`__main__`**

**在很多 `Python` 文件中都会看到以下格式的代码**：

# 导入模块
    # 定义全局变量
    # 定义类
    # 定义函数
    
    # 在代码的最下方
    def main():
        # ...
        pass
    
    # 根据 __name__ 判断是否执行下方代码
    if __name__ == "__main__":
        main()

## 02. 包（Package） ##

### 概念 ###

*  **包** 是一个 **包含多个模块** 的 **特殊目录**
 *  目录下有一个 **特殊的文件** `__init__.py`
 *  包名的 **命名方式** 和变量名一致，**小写字母** + `_`

**好处**

*  使用 `import 包名` 可以一次性导入 **包** 中 **所有的模块**

### 案例演练 ###

1.  新建一个 `hm_message` 的 **包**
2.  在目录下，新建两个文件 `send_message` 和 `receive_message`
3.  在 `send_message` 文件中定义一个 `send` 函数
4.  在 `receive_message` 文件中定义一个 `receive` 函数
5.  在外部直接导入 `hm_message` 的包

### `__init__.py` ###

*  要在外界使用 **包** 中的模块，需要在 `__init__.py` 中指定 **对外界提供的模块列表**

# 从 当前目录 导入 模块列表
    from . import send_message
    from . import receive_message

## 03. 发布模块（知道） ##

*  如果希望自己开发的模块，**分享** 给其他人，可以按照以下步骤操作

### 3.1 制作发布压缩包步骤 ###

1) 创建 [setup.py][]

*  `setup.py` 的文件

from distutils.core import setup
    
    setup(name="hm_message",  # 包名
          version="1.0",  # 版本
          description="itheima's 发送和接收消息模块",  # 描述信息
          long_description="完整的发送和接收消息模块",  # 完整描述信息
          author="itheima",  # 作者
          author_email="itheima@itheima.com",  # 作者邮箱
          url="www.itheima.com",  # 主页
          py_modules=["hm_message.send_message",
                      "hm_message.receive_message"])

有关字典参数的详细信息，可以参阅官方网站：

[https://docs.python.org/2/distutils/apiref.html][https_docs.python.org_2_distutils_apiref.html]

2) 构建模块

$ python3 setup.py build

3) 生成发布压缩包

$ python3 setup.py sdist

> 注意：要制作哪个版本的模块，就使用哪个版本的解释器执行！

### 3.2 安装模块 ###

$ tar -zxvf hm_message-1.0.tar.gz 
    
    $ sudo python3 setup.py install

**卸载模块**

直接从安装目录下，把安装模块的 **目录** 删除就可以

$ cd /usr/local/lib/python3.5/dist-packages/
    $ sudo rm -r hm_message*

### 3.3 `pip` 安装第三方模块 ###

*  **第三方模块** 通常是指由 **知名的第三方团队** **开发的** 并且被 **程序员广泛使用** 的 `Python` 包 / 模块
    
     *  例如 `pygame` 就是一套非常成熟的 **游戏开发模块**
 *  `pip` 是一个现代的，通用的 `Python` 包管理工具
 *  提供了对 `Python` 包的查找、下载、安装、卸载等功能

安装和卸载命令如下：

# 将模块安装到 Python 2.x 环境
    $ sudo pip install pygame
    $ sudo pip uninstall pygame
    
    # 将模块安装到 Python 3.x 环境
    $ sudo pip3 install pygame
    $ sudo pip3 uninstall pygame

在 `Mac` 下安装 `iPython`

$ sudo pip install ipython

在 `Linux` 下安装 `iPython`

$ sudo apt install ipython
    $ sudo apt install ipython3

# 异常 #

## 目标 ##

*  异常的概念
 *  捕获异常
 *  异常的传递
 *  抛出异常

## 01. 异常的概念 ##

*  程序在运行时，如果 `Python 解释器` **遇到** 到一个错误，**会停止程序的执行，并且提示一些错误信息**，这就是 **异常**
 *  **程序停止执行并且提示错误信息** 这个动作，我们通常称之为：**抛出(raise)异常**

> 程序开发时，很难将 **所有的特殊情况** 都处理的面面俱到，通过 **异常捕获** 可以针对突发事件做集中的处理，从而保证程序的 **稳定性和健壮性**

## 02. 捕获异常 ##

### 2.1 简单的捕获异常语法 ###

*  在程序开发中，如果 **对某些代码的执行不能确定是否正确**，可以增加 `try(尝试)` 来 **捕获异常**
 *  捕获异常最简单的语法格式：

try:
        尝试执行的代码
    except:
        出现错误的处理

*  `try` **尝试**，下方编写要尝试代码，不确定是否能够正常执行的代码
 *  `except` **如果不是**，下方编写尝试失败的代码

简单异常捕获演练 —— 要求用户输入整数

try:
        # 提示用户输入一个数字
        num = int(input("请输入数字："))
    except:
        print("请输入正确的数字")

### 2.2 错误类型捕获 ###

*  在程序执行时，可能会遇到 **不同类型的异常**，并且需要 **针对不同类型的异常，做出不同的响应**，这个时候，就需要捕获错误类型了
 *  语法如下：

try:
        # 尝试执行的代码
        pass
    except 错误类型1:
        # 针对错误类型1，对应的代码处理
        pass
    except (错误类型2, 错误类型3):
        # 针对错误类型2 和 3，对应的代码处理
        pass
    except Exception as result:
        print("未知错误 %s" % result)

*  当 `Python` 解释器 **抛出异常** 时，**最后一行错误信息的第一个单词，就是错误类型**

异常类型捕获演练 —— 要求用户输入整数

**需求**

1.  提示用户输入一个整数
2.  使用 `8` 除以用户输入的整数并且输出

try:
        num = int(input("请输入整数："))
        result = 8 / num
        print(result)
    except ValueError:
        print("请输入正确的整数")
    except ZeroDivisionError:
        print("除 0 错误")

捕获未知错误

*  在开发时，**要预判到所有可能出现的错误**，还是有一定难度的
 *  如果希望程序 **无论出现任何错误**，都不会因为 `Python` 解释器 **抛出异常而被终止**，可以再增加一个 `except`

语法如下：

except Exception as result:
        print("未知错误 %s" % result)

### 2.3 异常捕获完整语法 ###

*  在实际开发中，为了能够处理复杂的异常情况，完整的异常语法如下：

> 提示：
> 
>  *  有关完整语法的应用场景，在后续学习中，**结合实际的案例**会更好理解
>  *  现在先对这个语法结构有个印象即可

try:
        # 尝试执行的代码
        pass
    except 错误类型1:
        # 针对错误类型1，对应的代码处理
        pass
    except 错误类型2:
        # 针对错误类型2，对应的代码处理
        pass
    except (错误类型3, 错误类型4):
        # 针对错误类型3 和 4，对应的代码处理
        pass
    except Exception as result:
        # 打印错误信息
        print(result)
    else:
        # 没有异常才会执行的代码
        pass
    finally:
        # 无论是否有异常，都会执行的代码
        print("无论是否有异常，都会执行的代码")

*  `else` 只有在没有异常时才会执行的代码
 *  `finally` 无论是否有异常，都会执行的代码
 *  之前一个演练的 **完整捕获异常** 的代码如下：

try:
        num = int(input("请输入整数："))
        result = 8 / num
        print(result)
    except ValueError:
        print("请输入正确的整数")
    except ZeroDivisionError:
        print("除 0 错误")
    except Exception as result:
        print("未知错误 %s" % result)
    else:
        print("正常执行")
    finally:
        print("执行完成，但是不保证正确")

## 03. 异常的传递 ##

*  **异常的传递** —— 当 **函数/方法** 执行 **出现异常**，会 **将异常传递** 给 函数/方法 的 **调用一方**
 *  如果 **传递到主程序**，仍然 **没有异常处理**，程序才会被终止

> 提示

*  在开发中，可以在主函数中增加 **异常捕获**
 *  而在主函数中调用的其他函数，只要出现异常，都会传递到主函数的 **异常捕获** 中
 *  这样就不需要在代码中，增加大量的 **异常捕获**，能够保证代码的整洁

**需求**

1.  定义函数 `demo1()` **提示用户输入一个整数并且返回**
2.  定义函数 `demo2()` 调用 `demo1()`
3.  在主程序中调用 `demo2()`

def demo1():
        return int(input("请输入一个整数："))
    
    
    def demo2():
        return demo1()
    
    try:
        print(demo2())
    except ValueError:
        print("请输入正确的整数")
    except Exception as result:
        print("未知错误 %s" % result)

## 04. 抛出 `raise` 异常 ##

### 4.1 应用场景 ###

*  在开发中，除了 **代码执行出错** `Python` 解释器会 **抛出** 异常之外
 *  还可以根据 **应用程序** **特有的业务需求** **主动抛出异常**

**示例**

*  提示用户 **输入密码**，如果 **长度少于 8**，抛出 **异常**

![024\_自定义异常-w822][024_-w822]

**注意**

*  当前函数 **只负责** 提示用户输入密码，如果 **密码长度不正确，需要其他的函数进行额外处理**
 *  因此可以 **抛出异常**，由其他需要处理的函数 **捕获异常**

### 4.2 抛出异常 ###

*  `Python` 中提供了一个 `Exception` **异常类**
 *  在开发时，如果满足 **特定业务需求时**，希望 **抛出异常**，可以：
    
    1.  **创建** 一个 `Exception` 的 **对象**
    2.  使用 `raise` **关键字** 抛出 **异常对象**

**需求**

*  定义 `input_password` 函数，提示用户输入密码
 *  如果用户输入长度 < 8，抛出异常
 *  如果用户输入长度 >=8，返回输入的密码

def input_password():
    
        # 1. 提示用户输入密码
        pwd = input("请输入密码：")
    
        # 2. 判断密码长度，如果长度 >= 8，返回用户输入的密码
        if len(pwd) >= 8:
            return pwd
    
        # 3. 密码长度不够，需要抛出异常
        # 1> 创建异常对象 - 使用异常的错误信息字符串作为参数
        ex = Exception("密码长度不够")
    
        # 2> 抛出异常对象
        raise ex
    
    
    try:
        user_pwd = input_password()
        print(user_pwd)
    except Exception as result:
        print("发现错误：%s" % result)

[setup.py]: http://setup.py
[https_docs.python.org_2_distutils_apiref.html]: https://docs.python.org/2/distutils/apiref.html
[024_-w822]: http://media/15016413521006/024_%E8%87%AA%E5%AE%9A%E4%B9%89%E5%BC%82%E5%B8%B8.png?ynotemdtimestamp=1532936739491