约束和异常处理
⼀. 类的约束
⾸先, 你要清楚. 约束是对类的约束. 比如. 现在. 你是⼀个项⽬经理. 然后呢. 你给⼿下
的⼈分活. 张三, 你处理⼀下普通⽤户登录, 李四, 你处理⼀下会员登录, 王五, 你处理⼀下管
理员登录. 那这个时候呢. 他们就开始分别取写他们的功能了. 但是呢. 你要知道, 程序员不⼀
定会有那么好的默契. 很有可能三个⼈会写完全三个不同的⽅法. 就比如这样:
class Normal: # 张三, 普通⼈登录 def login(self): pass class Member: # 李四, 会员登录 def denglu(self): pass class Admin: # 王五, 管理员登录 def login(self): pass
然后呢, 他们把这样的代码交给你了. 你看了⼀眼. 张三和王五还算OK 这个李四写的是
什么⿁? denglu.......难受不. 但是好⽍能⽤. 还能凑合. 但是这时. 你这边要使⽤了. 问题就来
了.
# 项⽬经理写的总⼊⼝ def login(obj): print("准备验证码.......") obj.login() print("进⼊主⻚.......")
对于张三和王五的代码. 没有问题. 但是李四的. 你是不是调⽤不了. 那如何避免这样的
问题呢? 我们要约束程序的结构. 也就是说. 在分配任务之前就应该把功能定义好. 然后分别
交给底下的程序员来完成相应的功能.
在python中有两种办法来解决这样的问题.
1. 提取⽗类. 然后在⽗类中定义好⽅法. 在这个⽅法中什么都不⽤⼲. 就抛⼀个异
常就可以了. 这样所有的⼦类都必须重写这个⽅法. 否则. 访问的时候就会报错.
2. 使⽤元类来描述⽗类. 在元类中给出⼀个抽象⽅法. 这样⼦类就不得不给出抽象
⽅法的具体实现. 也可以起到约束的效果.
⾸先, 我们先看第⼀种解决⽅案: ⾸先, 提取⼀个⽗类. 在⽗类中给出⼀个⽅法. 并且在⽅
法中不给出任何代码. 直接抛异常.
class Base: def login(self): raise Exception("你没有实现login⽅法()") class Normal(Base): def login(self): pass class Member(Base): def denglu(self): pass class Admin(Base): def login(self): pass # 项⽬经理写的总⼊⼝ def login(obj): print("准备验证码.......") obj.login() print("进⼊主⻚.......") n = Normal() m = Member() a = Admin() login(n) login(m) # 报错. login(a)
在执⾏到login(m)的时候程序会报错. 原因是, 此时访问的login()是⽗类中的⽅法. 但是⽗
类中的⽅法会抛出⼀个异常. 所以报错. 这样程序员就不得不写login⽅法了. 从⽽对⼦类进⾏
了相应的约束.
在本⽰例中. 要注意. 我们抛出的是Exception异常. ⽽Exception是所有异常的根. 我们⽆法通
过这个异常来判断出程序是因为什么报的错. 所以. 最好是换⼀个比较专业的错误信息. 最好
是换成NotImplementError. 其含义是. "没有实现的错误". 这样程序员或者项⽬经理可以⼀⽬
了然的知道是什么错了. 就好比. 你犯错了. 我就告诉你犯错了. 你也不知道哪⾥错了. 这时我
告诉你, 你xxx错了. 你改也好改不是?
第⼆套⽅案: 写抽象类和抽象⽅法. 这种⽅案相对来说比上⼀个⿇烦⼀些. 需要给⼤家先
引入⼀个抽象的概念. 什么是抽象呢? 想⼀下. 动物的吃. 你怎么描述? ⼀个动物到底应该怎
么吃? 是不是描述不清楚. 这⾥动物的吃就是⼀个抽象的概念. 只是⼀个动作的概念. 没有具
体实现. 这种就是抽象的动作. 换句话说. 我们如果写⼀个⽅法. 不知道⽅法的内部应该到底
写什么. 那这个⽅法其实就应该是⼀个抽象的⽅法. 如果⼀个类中包含抽象⽅法. 那么这个类
⼀定是⼀个抽象类. 抽象类是不能有实例的. 比如. 你看看⼀些抽象派的画作. 在现实中是不
存在的. 也就⽆法建立实例对象与之相对应. 所以抽象类⽆法创建对象. 创建对象的时候会报
错.
在python中编写⼀个抽象类比较⿇烦. 需要引入abc模块中的ABCMeta和
abstractmethod这两个内容. 来我们看⼀个例⼦.
from abc import ABCMeta, abstractmethod # 类中包含了抽象⽅法. 那此时这个类就是个抽象类. 注意: 抽象类可以有普通⽅法 class IGame(metaclass=ABCMeta): # ⼀个游戏到底怎么玩⼉? 你能形容? 流程能⼀样么? @abstractmethod def play(self): pass def turn_off(self): print("破B游戏不玩了, 脱坑了") class DNFGame(IGame): # ⼦类必须实现⽗类中的抽象⽅法. 否则⼦类也是抽象类 def play(self): print("dnf的玩⼉法") # g = IGame() # 抽象类不能创建对象 dg = DNFGame() dg.play()
通过代码我们能发现. 这⾥的IGame对DNFGame进⾏了约束. 换句话说. ⽗类对⼦类进
⾏了约束.
下来. 继续解决我们⼀开始的问题.
from abc import ABCMeta, abstractmethod class Base(metaclass=ABCMeta): @abstractmethod def login(self): pass class Normal(Base): def login(self): pass class Member(Base): def denglu(self): # 这个就没⽤了 pass def login(self): # ⼦类对⽗类进⾏实现 pass class Admin(Base): def login(self): pass # 项⽬经理写的总⼊⼝ def login(obj): print("准备验证码.......") obj.login() print("进⼊主⻚.......") n = Normal() m = Member() a = Admin() login(n) login(m) login(a)
总结: 约束. 其实就是⽗类对⼦类进⾏约束. ⼦类必须要写xxx⽅法. 在python中约束的
⽅式和⽅法有两种:
1. 使⽤抽象类和抽象⽅法, 由于该⽅案来源是java和c#. 所以使⽤频率还是很少的
2. 使⽤⼈为抛出异常的⽅案. 并且尽量抛出的是NotImplementError. 这样比较专
业, ⽽且错误比较明确.(推荐)
⼆. 异常处理
⾸先, 我们先说⼀下, 什么是异常? 异常是程序在运⾏过程中产⽣的错误. 就好比. 你在
回家路上突然天塌了. 那这个就属于⼀个异常. 总之就是不正常. 那如果程序出现了异常. 怎
么处理呢? 在之前的学习中我们已经写过类似的代码了.
我们先制造⼀个错误. 来看看异常⻓什么样.
def chu(a, b): return a/b ret = chu(10, 0) print(ret) 结果: Traceback (most recent call last): File "/Users/sylar/PycharmProjects/oldboy/⾯向对象/day05.py", line 100, in <module> ret = chu(10, 0) File "/Users/sylar/PycharmProjects/oldboy/⾯向对象/day05.py", line 98, in chu return a/b ZeroDivisionError: division by zero
什么错误呢. 除法中除数不能是0. 那如果真的出了这个错. 你把这⼀堆信息抛给客户
么? 肯定不能. 那如何处理呢?
def chu(a, b): return a/b try: ret = chu(10, 0) print(ret) except Exception as e: print("除数不能是0") 结果: 除数不能是0
那try...except是什么意思呢? 尝试着运⾏xxxxx代码. 出现了错误. 就执⾏except后⾯的
代码. 在这个过程中. 当代码出现错误的时候. 系统会产⽣⼀个异常对象. 然后这个异常会向
外抛. 被except拦截. 并把接收到的异常对象赋值给e. 那这⾥的e就是异常对象. 那这⾥的
Exception是什么? Exception是所有异常的基类, 也就是异常的跟. 换句话说. 所有的错误都
是Exception的⼦类对象. 我们看到的ZeroDivisionError 其实就是Exception的⼦类. 那这样
写好像有点⼉问题撒. Exception表示所有的错误. 太笼统了. 所有的错误都会被认为是Exception.
当程序中出现多种错误的时候, 就不好分类了, 最好是出什么异常就⽤什么来处理. 这样就更加合理了.
所以在try...execpt语句中. 还可以写更多的except
try: print("各种操作....") except ZeroDivisionError as e: print("除数不能是0") except FileNotFoundError as e: print("⽂件不存在") except Exception as e: print("其他错误")
此时. 程序运⾏过程中. 如果出现了ZeroDivisionError就会被第⼀个except捕获. 如果出
现了FileNotFountError就会被第⼆个except捕获. 如果都不是这两个异常. 那就会被最后的
Exception捕获. 总之最后的Exception就是我们异常处理的最后⼀个守⻔员. 这时我们最常
⽤的⼀套写法. 接下来. 给出⼀个完整的异常处理写法(语法):
try: '''操作''' except Exception as e: '''异常的⽗类,可以捕获所有的异常''' else: '''保护不抛出异常的代码, 当try中⽆异常的时候执⾏''' finally: '''最后总是要执⾏我'''
解读: 程序先执⾏操作, 然后如果出错了会走except中的代码. 如果不出错, 执⾏else中
的代码. 不论处不出错. 最后都要执⾏finally中的语句. ⼀般我们⽤try...except就够⽤了. 顶多
加上finally. finally⼀般⽤来作为收尾⼯作.
上⾯是处理异常. 我们在执⾏代码的过程中如果出现了⼀些条件上的不对等. 根本不符
合我的代码逻辑. 比如. 参数. 我要求你传递⼀个数字. 你非得传递⼀个字符串. 那对不起. 我
没办法帮你处理. 那如何通知你呢? 两个⽅案.
⽅案⼀. 直接返回即可. 我不管你还不⾏么?
⽅案⼆. 抛出⼀个异常. 告诉你. 我不好惹. 乖乖的听话.
第⼀种⽅案是我们之前写代码经常⽤到的⽅案. 但这种⽅案并不够好. ⽆法起到警⽰作⽤. 所
以. 以后的代码中如果出现了类似的问题. 直接抛⼀个错误出去. 那怎么抛呢? 我们要⽤到
raise关键字
def add(a, b): ''' 给我传递两个整数. 我帮你计算两个数的和 :param :param a: :param :param b: :return :return: ''' if not type(a) == int and not type(b) == int: # 当程序运⾏到这句话的时候. 整个函数的调⽤会被中断. 并向外抛出⼀个异常. raise Exception("不是整数, 朕不能帮你搞定这么复杂的运算.") return a + b # 如果调⽤⽅不处理异常. 那产⽣的错误将会继续向外抛. 最后就抛给了⽤户 # add("你好", "我叫赛利亚") # 如果调⽤⽅处理了异常. 那么错误就不会丢给⽤户. 程序也能正常进⾏ try: add("胡辣汤", "滋滋冒油的⼤腰⼦") except Exception as e: print("报错了. ⾃⼰处理去吧")
当程序运⾏到raise. 程序会被中断. 并实例化后⾯的异常对象. 抛给调⽤⽅. 如果调⽤⽅
不处理. 则会把错误继续向上抛出. 最终抛给⽤户. 如果调⽤⽅处理了异常. 那程序可以正常
的进⾏执⾏.
说了这么多. 异常也知道如何抛出和处理了. 但是我们现在⽤的都是⼈家python给的异
常. 如果某⼀天. 你写的代码中出现了⼀个⽆法⽤现有的异常来解决问题. 那怎么办呢? 别着
急. python可以⾃定义异常.
⾃定义异常: 非常简单. 只要你的类继承了Exception类. 那你的类就是⼀个异常类. 就这
么简单. 比如. 你要写⼀个男澡堂⼦程序. 那这时要是来个女的. 你怎么办? 是不是要抛出⼀个
性别异常啊? 好. 我们来完成这个案例:
# 继承Exception. 那这个类就是⼀个异常类 class GenderError(Exception): pass class Person: def __init__(self, name, gender): self.name = name self.gender = gender def nan_zao_tang_xi_zao(person): if person.gender != "男": raise GenderError("性别不对. 这⾥是男澡堂⼦") p1 = Person("alex", "男") p2 = Person("eggon", "蛋") # nan_zao_tang_xi_zao(p1) # nan_zao_tang_xi_zao(p2) # 报错. 会抛出⼀个异常: GenderError # 处理异常 try: nan_zao_tang_xi_zao(p1) nan_zao_tang_xi_zao(p2) except GenderError as e: print(e) # 性别不对, 这⾥是男澡堂⼦ except Exception as e: print("反正报错了")
ok搞定. 但是, 如果是真的报错了. 我们在调试的时候, 最好是能看到错误源⾃于哪⾥?
怎么办呢? 需要引入另⼀个模块traceback. 这个模块可以获取到我们每个⽅法的调⽤信息.
⼜被成为堆栈信息. 这个信息对我们拍错是很有帮助的.
import traceback # 继承Exception. 那这个类就是⼀个异常类 class GenderError(Exception): pass class Person: def __init__(self, name, gender): self.name = name self.gender = gender def nan_zao_tang_xi_zao(person): if person.gender != "男": raise GenderError("性别不对. 这⾥是男澡堂⼦") p1 = Person("alex", "男") p2 = Person("eggon", "蛋") # nan_zao_tang_xi_zao(p1) # nan_zao_tang_xi_zao(p2) # 报错. 会抛出⼀个异常: GenderError # 处理异常 try: nan_zao_tang_xi_zao(p1) nan_zao_tang_xi_zao(p2) except GenderError as e: val = traceback.format_exc() # 获取到堆栈信息 print(e) # 性别不对. 这⾥是男澡堂⼦ print(val) except Exception as e: print("反正报错了") 结果: 性别不对. 这⾥是男澡堂⼦ Traceback (most recent call last): File "/Users/sylar/PycharmProjects/oldboy/⾯向对象/day05.py", line 155, in <module> nan_zao_tang_xi_zao(p2) File "/Users/sylar/PycharmProjects/oldboy/⾯向对象/day05.py", line 144, in nan_zao_tang_xi_zao raise GenderError("性别不对. 这⾥是男澡堂⼦") GenderError: 性别不对. 这⾥是男澡堂⼦
搞定了. 这样我们就能收放⾃如了. 当测试代码的时候把堆栈信息打印出来. 但是当到了
线上的⽣产环境的时候把这个堆栈去掉即可.
四. MD5加密
想⼀个事情. 你在银⾏取钱或者办卡的时候. 我们都要输入密码. 那这个密码如果就按照
我们输入的那样去存储. 是不是很不安全啊. 如果某⼀个程序员进入到了银⾏的数据库. ⽽银
⾏的数据库⼜存的都是明⽂(不加密的密码)密码. 这时, 整个银⾏的账户⾥的信息都是非常非
常不安全的. 那怎么办才安全呢? 给密码加密. 并且是不可逆的加密算法. 这样. 即使获取到了
银⾏的账户和密码信息. 对于⿊客⽽⾔都⽆法进⾏破解. 那我们的账号就相对安全了很多. 那
怎么加密呢? 最常⻅的就是⽤MD5算法.
MD5是⼀种不可逆的加密算法. 它是可靠的. 并且安全的. 在python中我们不需要⼿写
这⼀套算法. 只需要引入⼀个叫hashlib的模块就能搞定MD5的加密⼯作
import hashlib obj = hashlib.md5() obj.update("alex".encode("utf-8")) # 加密的必须是字节 miwen = obj.hexdigest() print(miwen) # 534b44a19bf18d20b71ecc4eb77c572f
那这样的密⽂安全么? 其实是不安全的. 当我们⽤这样的密⽂去找⼀个所谓的MD5解密
⼯具. 是有可能解密成功的.
这就尴尬了. MD5不是不可逆么? 注意. 这⾥有⼀个叫撞库的问题. 就是. 由于MD5的原
始算法已经存在很久了. 那就有⼀些⼈⽤⼀些简单的排列组合来计算MD5. 然后当出现相同
的MD5密⽂的时候就很容易反推出原来的数据是什么. 所以并不是MD5可逆, ⽽是有些别有
⽤⼼的⼈把MD5的常⻅数据已经算完并保留起来了.
那如何应对呢? 加盐就⾏了. 在使⽤MD5的时候. 给函数的参数传递⼀个byte即可.
import hashlib obj = hashlib.md5(b"fjlksajflkjasfsalwer123dfskjf") # 加盐 obj.update("alex".encode("utf-8")) # 加密的必须是字节 miwen = obj.hexdigest() print(miwen) # 99fca4b872fa901aac30c3e952ca786d
此时你再去任何⽹站去试. 累死他也解不开密.
那MD5如何应⽤呢?
import hashlib def my_md5(s): obj = hashlib.md5(b"fjlksajflkjasfsalwer123dfskjf") obj.update(s.encode("utf-8")) # 加密的必须是字节 miwen = obj.hexdigest() return miwen # alex: 99fca4b872fa901aac30c3e952ca786d username = input("请输⼊⽤户名:") password = input("请输⼊密码:") # 数据存储的时候. # username: my_md5(password) # 假设现在的⽤户名和密码分别是 # wusir: 99fca4b872fa901aac30c3e952ca786d ==> wusir: alex # ⽤户登录 if username == "wusir" and my_md5(password) == "99fca4b872fa901aac30c3e952ca786d": print("成功") else: print("失败")
所以. 以后存密码就不要存明⽂了. 要存密⽂. 安全, 并且. 这⾥加的盐不能改来改去的.
否则, 整套密码就都乱了.
五. ⽇志
⾸先, 你要知道在编写任何⼀款软件的时候, 都会出现各种各样的问题或者bug. 这些问
题或者bug⼀般都会在测试的时候给处理掉. 但是多多少少的都会出现⼀些意想不到的异常
或者错误. 那这个时候, 我们是不知道哪⾥出了问题的. 因为很多BUG都不是必现的bug. 如果
是必现的. 测试的时候肯定能测出来. 最头疼的就是这种不必现的bug. 我这跑没问题. 客户那
⼀⽤就出问题. 那怎么办呢?我们需要给软件准备⼀套⽇志系统. 当出现任何错误的时候. 我
们都可以去⽇志系统⾥去查. 看哪⾥出了问题. 这样在解决问题和bug的时候就多了⼀个帮⼿.
那如何在python中创建这个⽇志系统呢? 很简单.
1. 导入logging模块.
2. 简单配置⼀下logging
3. 出现异常的时候(except). 向⽇志⾥写错误信息.
# filename: ⽂件名 # format: 数据的格式化输出. 最终在⽇志⽂件中的样⼦ # 时间-名称-级别-模块: 错误信息 # datefmt: 时间的格式 # level: 错误的级别权重, 当错误的级别权重⼤于等于leval的时候才会写⼊⽂件 logging.basicConfig(filename='x1.txt', format='%(asctime)s - %(name)s - %(levelname)s -% (module)s: %(message)s', datefmt='%Y-%m-%d %H:%M:%S', level=0) # 当前配置表示 10以上的分数会被写⼊⽂件 # CRITICAL = 50 # FATAL = CRITICAL # ERROR = 40 # WARNING = 30 # WARN = WARNING # INFO = 20 # DEBUG = 10 # NOTSET = 0 logging.critical("我是critical") # 50分. 最贵的 logging.error("我是error") # 40分 logging.warning("我是警告") # 警告 30 logging.info("我是基本信息") # 20 logging.debug("我是调试") # 10 logging.log(2, "我是⾃定义") # ⾃定义. 看着给分
简单做个测试, 应⽤⼀下
class JackError(Exception): pass for i in range(10): try: if i % 3 == 0: raise FileNotFoundError("⽂件不在啊") elif i % 3 == 1: raise KeyError("键错了") elif i % 3 == 2: raise JackError("杰克Exception") except FileNotFoundError: val = traceback.format_exc() logging.error(val) except KeyError: val = traceback.format_exc() logging.error(val) except JackError: val = traceback.format_exc() logging.error(val) except Exception: val = traceback.format_exc() logging.error(val)
最后, 如果你系统中想要把⽇志⽂件分开. 比如. ⼀个⼤项⽬, 有两个⼦系统, 那两个⼦系
统要分开记录⽇志. ⽅便调试. 那怎么办呢? 注意. ⽤上⾯的basicConfig是搞不定的. 我们要
借助⽂件助⼿(FileHandler), 来帮我们完成⽇志的分开记录
import logging # 创建⼀个操作⽇志的对象logger(依赖FileHandler) file_handler = logging.FileHandler('l1.log', 'a', encoding='utf-8') file_handler.setFormatter(logging.Formatter(fmt="%(asctime)s - %(name)s - % (levelname)s -%(module)s: %(message)s")) logger1 = logging.Logger('s1', level=logging.ERROR) logger1.addHandler(file_handler) logger1.error('我是A系统') # 再创建⼀个操作⽇志的对象logger(依赖FileHandler) file_handler2 = logging.FileHandler('l2.log', 'a', encoding='utf-8') file_handler2.setFormatter(logging.Formatter(fmt="%(asctime)s - %(name)s - %(levelname)s -%(module)s: %(message)s")) logger2 = logging.Logger('s2', level=logging.ERROR) logger2.addHandler(file_handler2) logger2.error('我是B系统')