Python异常、模块和包

1.了解异常

1.1什么是异常
当检测到一个错误是，Python解释器就无法继续执行了，发而出现了一些错误提示，这就是所谓的“异常”，也就是我们常说的BUG。

1.2bug单词的诞生
早期计算机采用大量继电器工作，马克二型计算机就是这样的。

1945年9月9日，下午三点，马克二型计算机无法正常工作了，技术人员试了很多办法，最后定位到第70号继电器出错。负责人哈珀观察这个出错的继电器，发现一只飞蛾躺在中间，已经被继电器打死。她小心地用摄子将蛾子夹出来，用透明胶布帖到“事件记录本”中，并注明“第一个发现虫子的实例。”自此之后，引发软件失效的缺陷，便被称为Bug。

1.3异常演示

2.异常的捕获方法

2.1为什么要捕获异常
世界上没有完美的程序，任何程序在运行的过程中，都有可能出现：异常，也就是出现bug
导致程序无法完美运行下去。

我们要做的，不是力求程序完美运行。
而是在力所能及的范围内，对可能出现的bug，进行提前准备、提前处理。

这种行为我们称之为：异常处理（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, 整个程序继续运行

显然在之前的学习中, 我们所有的程序遇到BUG就会出现①的这种情况, 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, 也就是我们希望的是达到② 的这种情况
那这里我们就需要使用到捕获异常

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

快速入门
需求：尝试以“r”模式打开文件，如果文件不存在，则以“w”方式打开。

try:
    f = open('linux.txt','r')
except:
    f = open('linux.txt','w')

2.3捕获指定异常
基本语法

try:
    print(name)
except NameError as e:
    print("name变量未定义")

• 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样，则无法捕获。
• 一般try下方只放行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，可以吧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:
    print(1/0)
except (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(1/0)
except (NameError, ZeroDivisionError) as e:
    print(e)

2.6捕获所有异常
基本语法

try:
    print(name)
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

try:
    f = open('test.txt', 'r')
except Exception as e:
    f = open('test.txt', 'w')
else:
    print('没有异常，真开心')
finally:
    f.close

3.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

4.Python模块

4.1模块的导入
什么是模块？
Python模块，是一个Python文件，以.py结尾模块能定义函数，类和变量，模块历也能包含可执行的代码。
4.2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不同的功能。

4.3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

4.3.1import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：倒入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")

4.3.2from 模块名 import 功能名
基本语法

from 模块名 import 功能名

案例：倒入time模块中的sleep方法

#倒入时间模块中的sleep
from time import sleep
print("开始")
#让程序睡眠1秒（阻塞）
sleep(1)
print("结束")

4.3.3from 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

#导入时间模块中所有的方法
from time import *
print("开始")
#让程序睡眠1秒(阻塞)
sleep(1)
print("结束")

4.3.4as 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("Hello")
#功能别名
from time import sleep as sl
sl(2)
print("Hello")

4.4注意事项

• from可以省略，直接import即可
• as别名可以省略
• 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

4.5自定义模块
4.5.1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
案例:新建一个python文件，命名为my_module1.py，并定义test函数

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要符合标识符命名规则
4.5.2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)

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

4.5.3注意事项

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

4.5.4__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

5.Python包

5.1什么是第三方包
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等

这些第三方的包，极大的丰富了Python的生态，提高了开发效率。
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哦。
5.2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。

打开我们许久未见的：命令提示符程序，在里面输入：
pip install 包名称
即可通过网络快速安装第三方包

5.3pip网络优化
由于pip是连接的国外的网站进行包的下载，所以有的时候会速度很慢。

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

练习

def str_reserver(s):
    """
功能是将字符串反转
    :param s: 被反转的字符串
    :return: 反转后的字符串
    """
    return s[::-1]

def substr(s,x,y):
    """
    功能是按照给定的下标完成字符串的切片
    :param s: 即将被切片的字符串
    :param x: 切片的开始下标
    :param y: 切片的结束下标
    :return: 切片完成后的字符串
    """
    return s[x:y]
if __name__ == '__main__':
    print(str_reserver("黑马程序员"))
    print(substr("黑马程序员",1,3))

#file_util.py
def print_file_info(file_name):
    """
    功能是：将给定的路径文件内容输出到控制台中
    :param file_name: 即将读取的文件
    :return: None
    """
    f =None
    try:
        f = open(file_name,"r",encoding="UTF-8")
        content = f.read()
        print("文件内容如下:")
        print(content)
    except Exception as e:
        print("程序出现异常，异常是{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()

def append_to_file(file_name,data):
    """
    功能是将指定的数据追加到指定的文件中
    :param file_name: 指定的文件路径
    :param data: 指定的数据
    :return: None
    """
    f = open(file_name,"a",encoding="UTF-8")
    f.write(data)
    f.write("\n")
    f.close()

if __name__ == '__main__':
    append_to_file("D://test_append","传智教育")