面向对象及相关(isinstance，issubclass，异常处理，反射，设计模式)

面向对象及相关

 本节内容：
一、isinstance(obj, cls)
二、issubclass(sub, super)
三、异常处理
四、反射
五、设计模式
 

其他相关

一、isinstance(obj, cls)

 检查是否obj是否是类 cls 的对象

注：isinstance(obj, cls) 检查obj是否是cls类（包括父类）的实例对象

       type(obj， cls) 检查obj是否是cls类（不包括父类）的实例对象

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class Foo(object):
    pass
 
obj = Foo()
 
isinstance(obj, Foo)

二、issubclass(sub, super)

检查sub类是否是 super 类的派生类

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class Foo(object):
    pass
 
class Bar(Foo):
    pass
 
issubclass(Bar, Foo)

三、异常处理

1、异常基础

在编程过程中为了增加友好性，在程序出现bug时一般不会将错误信息显示给用户，而是现实一个提示的页面，通俗来说就是不让用户看见大黄页！！！

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try:
    pass
except Exception as e:
    pass
 
 1 # try:
 2 #     pass
 3 # except (ValueError,IndexError):
 4 #     print('针对性的处理')
 5 # except Exception as e:
 6 #     print(e)
 7 #     print('通用性的处理')
 8 # else:  # 当try中的代码不发生异常的时候 走else分支
 9 #     print('else')
10 # finally: # 无论如何都会被执行
11 #     print('finally')
12 
13 # def func():
14 #     f = open('file')
15 #     try:
16 #         while True:
17 #             for line in f:
18 #                 if line.startswith('a'):
19 #                     return line
20 #     except:
21 #         print('异常处理')
22 #     finally:   # 即使return也会先执行fianlly中的代码
23 #         f.close()
24 
25 # try:
26 #     f = open('www','w')
27 #     f.read()
28 # finally:   # 即使遇到报错,程序结束,也会先执行finally中的代码,然后再结束程序
29 #     f.close()
30 #     print('文件已经关闭了')
31 
32 # finally用来回收一些操作系统的资源 : 数据库连接 打开的文件句柄 网络连接
33 
34 # 异常处理的几种情况
35 # try ... except
36 # try ... except ... else
37 # try ... finally
38 # try ... except ... finally
39 # try ... except ... else ... finally
40 
41 # 异常处理的忠告,在最外层的异常处理应该在所有的开发结束之后才放
注意

需求：将用户输入的两个数字相加

 1 while True:
 2     num1 = raw_input('num1:')
 3     num2 = raw_input('num2:')
 4     try:
 5         num1 = int(num1)
 6         num2 = int(num2)
 7         result = num1 + num2
 8     except Exception as e:
 9         print('出现异常，信息如下：')
10         print(e)
View Code

2、异常种类

python中的异常种类非常多，每个异常专门用于处理某一项异常！！！

 1 AttributeError 试图访问一个对象没有的树形，比如foo.x，但是foo没有属性x
 2 IOError 输入/输出异常；基本上是无法打开文件
 3 ImportError 无法引入模块或包；基本上是路径问题或名称错误
 4 IndentationError 语法错误（的子类） ；代码没有正确对齐
 5 IndexError 下标索引超出序列边界，比如当x只有三个元素，却试图访问x[5]
 6 KeyError 试图访问字典里不存在的键
 7 KeyboardInterrupt Ctrl+C被按下
 8 NameError 使用一个还未被赋予对象的变量
 9 SyntaxError Python代码非法，代码不能编译(个人认为这是语法错误，写错了）
10 TypeError 传入对象类型与要求的不符合
11 UnboundLocalError 试图访问一个还未被设置的局部变量，基本上是由于另有一个同名的全局变量，
12 导致你以为正在访问它
13 ValueError 传入一个调用者不期望的值，即使值的类型是正确的
常用异常
 1 ArithmeticError
 2 AssertionError
 3 AttributeError
 4 BaseException
 5 BufferError
 6 BytesWarning
 7 DeprecationWarning
 8 EnvironmentError
 9 EOFError
10 Exception
11 FloatingPointError
12 FutureWarning
13 GeneratorExit
14 ImportError
15 ImportWarning
16 IndentationError
17 IndexError
18 IOError
19 KeyboardInterrupt
20 KeyError
21 LookupError
22 MemoryError
23 NameError
24 NotImplementedError
25 OSError
26 OverflowError
27 PendingDeprecationWarning
28 ReferenceError
29 RuntimeError
30 RuntimeWarning
31 StandardError
32 StopIteration
33 SyntaxError
34 SyntaxWarning
35 SystemError
36 SystemExit
37 TabError
38 TypeError
39 UnboundLocalError
40 UnicodeDecodeError
41 UnicodeEncodeError
42 UnicodeError
43 UnicodeTranslateError
44 UnicodeWarning
45 UserWarning
46 ValueError
47 Warning
48 ZeroDivisionError
更多异常
dic = ["wupeiqi", 'alex']
try:
    dic[10]
except IndexError as e:
    print(e)
实例 indexerror
dic = {'k1':'v1'}
try:
    dic['k20']
except KeyError as e:
    print(e)
实例 keyerror
s1 = 'hello'
try:
    int(s1)
except ValueError as e:
    print(e)
实例 valueerror
# l = ['login','register']
# for num,i in enumerate(l,1):
#     print(num,i)
#
# try:
#     num = int(input('num >>>'))
#     print(l[num - 1])
# except (ValueError,IndexError) :
#     print('您输入的内容不合法')
多异常合并
 1 # def buy():
 2 #     print('buy')
 3 #     name
 4 #
 5 # def back():
 6 #     print('back')
 7 #     [][1]
 8 #
 9 # def show():
10 #     print('show')
11 #     1/0
12 #
13 # def main():
14 #     l = [('购物',buy),('退货',back),('查看订单',show)]
15 #     while True:
16 #         for num,i in enumerate(l,1):
17 #             print(num,i[0])
18 #         num = int(input('num >>>'))
19 #         print(l[num - 1])
20 #         try:
21 #             func = l[num - 1][1]
22 #             func()
23 #         except Exception as e:
24 #             print(e)
25 #             #print(e.args,e.__traceback__.tb_lineno,e.__traceback__.tb_frame)  #可以查看错误行在哪等具体信息
26 #             print('用户在选择了%s操作之后发生了不可知的异常' % l[num - 1][0])
as语法 能够将具体错误信息打印出来

对于上述实例，异常类只能用来处理指定的异常情况，如果非指定异常则无法处理。

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# 未捕获到异常，程序直接报错
 
s1 = 'hello'
try:
    int(s1)
except IndexError as e:
    print(e)

所以，写程序时需要考虑到try代码块中可能出现的任意异常，可以这样写：

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s1 = 'hello'
try:
    int(s1)
except IndexError as e:
    print(e)
except KeyError as e:
    print(e)
except ValueError as e:
    print(e)

万能异常 在python的异常中，有一个万能异常：Exception，他可以捕获任意异常，即：

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s1 = 'hello'
try:
    int(s1)
except Exception as e:
    print(e)

接下来你可能要问了，既然有这个万能异常，其他异常是不是就可以忽略了！

答：当然不是，对于特殊处理或提醒的异常需要先定义，最后定义Exception来确保程序正常运行。

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s1 = 'hello'
try:
    int(s1)
except KeyError as e:
    print('键错误')
except IndexError as e:
    print('索引错误')
except Exception as e:
    print('错误')

3、异常其他结构

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try:
    # 主代码块
    pass
except KeyError as e:
    # 异常时，执行该块
    pass
else:  #要用else必须要有except
    # 主代码块执行完，执行该块
    pass
finally:
    # 无论异常与否，最终执行该块
    pass

4、主动触发异常

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try:
    raise Exception('错误了。。。')
except Exception as e:
    print(e)

5、自定义异常

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class WupeiqiException(Exception):
 
    def __init__(self, msg):
        self.message = msg
 
    def __str__(self):
        return self.message
 
try:
    raise WupeiqiException('我的异常')
except WupeiqiException as e:
    print(e)

6、断言

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# assert 条件
 
assert 1 == 1
 
assert 1 == 2

四、反射

python中的反射功能是由以下四个内置函数提供：hasattr、getattr、setattr、delattr，改四个函数分别用于对对象内部执行：检查是否含有某成员、获取成员、设置成员、删除成员。

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class Foo(object):
 
    def __init__(self):
        self.name = 'wupeiqi'
 
    def func(self):
        return 'func'
 
obj = Foo()
 
# #### 检查是否含有成员 ####
hasattr(obj, 'name')
hasattr(obj, 'func')
 
# #### 获取成员 ####
getattr(obj, 'name')
getattr(obj, 'func')
 
# #### 设置成员 ####
setattr(obj, 'age', 18)
setattr(obj, 'show', lambda num: num + 1)
 
# #### 删除成员 ####
delattr(obj, 'name')
delattr(obj, 'func')

详细解析：

当我们要访问一个对象的成员时，应该是这样操作：

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class Foo(object):
 
    def __init__(self):
        self.name = 'alex'
 
    def func(self):
        return 'func'
 
obj = Foo()
 
# 访问字段
obj.name
# 执行方法
obj.func()
   
那么问题来了？
a、上述访问对象成员的 name 和 func 是什么？ 
答：是变量名
b、obj.xxx 是什么意思？ 
答：obj.xxx 表示去obj中或类中寻找变量名 xxx，并获取对应内存地址中的内容。
c、需求：请使用其他方式获取obj对象中的name变量指向内存中的值 “alex”
1 class Foo(object):
2  
3     def __init__(self):
4         self.name = 'alex'
5  
6 # 不允许使用 obj.name
7 obj = Foo()
View Code

答：有两种方式，如下：

 1 class Foo(object):
 2 
 3     def __init__(self):
 4         self.name = 'alex'
 5 
 6     def func(self):
 7         return 'func'
 8 
 9 # 不允许使用 obj.name
10 obj = Foo()
11 
12 print obj.__dict__['name']
方式一
 1 class Foo(object):
 2 
 3     def __init__(self):
 4         self.name = 'alex'
 5 
 6     def func(self):
 7         return 'func'
 8 
 9 # 不允许使用 obj.name
10 obj = Foo()
11 
12 print getattr(obj, 'name')
方式二

d、比较三种访问方式

  • obj.name
  • obj.__dict__['name']
  • getattr(obj, 'name')

答：第一种和其他种比，...
      第二种和第三种比，...

 1 #!/usr/bin/env python
 2 #coding:utf-8
 3 from wsgiref.simple_server import make_server
 4 
 5 class Handler(object):
 6 
 7     def index(self):
 8         return 'index'
 9 
10     def news(self):
11         return 'news'
12 
13 
14 def RunServer(environ, start_response):
15     start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
16     url = environ['PATH_INFO']
17     temp = url.split('/')[1]
18     obj = Handler()
19     is_exist = hasattr(obj, temp)
20     if is_exist:
21         func = getattr(obj, temp)
22         ret = func()
23         return ret
24     else:
25         return '404 not found'
26 
27 if __name__ == '__main__':
28     httpd = make_server('', 8001, RunServer)
29     print "Serving HTTP on port 8000..."
30     httpd.serve_forever()
Web框架实例

结论：反射是通过字符串的形式操作对象相关的成员。一切事物都是对象！！！

 1 #!/usr/bin/env python
 2 # -*- coding:utf-8 -*-
 3 
 4 import sys
 5 
 6 
 7 def s1():
 8     print 's1'
 9 
10 
11 def s2():
12     print 's2'
13 
14 
15 this_module = sys.modules[__name__]
16 
17 hasattr(this_module, 's1')
18 getattr(this_module, 's2')
反射当前模块成员

 

类也是对象

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class Foo(object):
 
    staticField = "old boy"
 
    def __init__(self):
        self.name = 'wupeiqi'
 
    def func(self):
        return 'func'
 
    @staticmethod
    def bar():
        return 'bar'
 
print getattr(Foo, 'staticField')
print getattr(Foo, 'func')
print getattr(Foo, 'bar')

模块也是对象

1 #!/usr/bin/env python
2 # -*- coding:utf-8 -*-
3 
4 def dev():
5     return 'dev'
home.py
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#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
 
"""
程序目录：
    home.py
    index.py
 
当前文件：
    index.py
"""
 
 
import home as obj
 
#obj.dev()
 
func = getattr(obj, 'dev')
func() 

五、设计模式

一、单例模式

方式一（静态方法）：
class Foo:
    __instance = None
    @staticmethod
    def singleton():
        if Foo.__instance:
            return Foo.__instance
        Foo.__instance = Foo()
        return Foo.__instance

实例化对象的方式
s1 = Foo.singleton()
s2 = Foo.singleton()
id(s1) == id(s2) # True




方式二（类方法）：
class Foo:
    __instance = None
    @classmethod
    def singleton(cls):
        if cls.__instance:
            return cls.__instance
        cls.__instance = cls()
        return cls.__instance

实例化对象的方式
s1 = Foo.singleton()
s2 = Foo.singleton()
id(s1) == id(s2) # True
创建单例模式的两种方式

单例，顾名思义单个实例。

学习单例之前，首先来回顾下面向对象的内容：

python的面向对象由两个非常重要的两个“东西”组成：类、实例

面向对象场景一：

如：创建三个游戏人物，分别是：

  • 苍井井，女，18，初始战斗力1000
  • 东尼木木，男，20，初始战斗力1800
  • 波多多，女，19，初始战斗力250
 1 # #####################  定义类  #####################
 2 class Person:
 3 
 4     def __init__(self, na, gen, age, fig):
 5         self.name = na
 6         self.gender = gen
 7         self.age = age
 8         self.fight =fig
 9 
10     def grassland(self):
11         """注释：草丛战斗，消耗200战斗力"""
12 
13         self.fight = self.fight - 200
14 
15 # #####################  创建实例  #####################
16 
17 cang = Person('苍井井', '女', 18, 1000)    # 创建苍井井角色
18 dong = Person('东尼木木', '男', 20, 1800)  # 创建东尼木木角色
19 bo = Person('波多多', '女', 19, 2500)      # 创建波多多角色
View Code

面向对象场景二：

如：创建对数据库操作的公共类

  • 增
  • 删
  • 改
  • 查
  •  1 # #### 定义类 ####
 2 
 3 class DbHelper(object):
 4 
 5     def __init__(self):
 6         self.hostname = '1.1.1.1'
 7         self.port = 3306
 8         self.password = 'pwd'
 9         self.username = 'root'
10 
11     def fetch(self):
12         # 连接数据库
13         # 拼接sql语句
14         # 操作
15         pass
16 
17     def create(self):
18         # 连接数据库
19         # 拼接sql语句
20         # 操作
21         pass
22 
23     def remove(self):
24         # 连接数据库
25         # 拼接sql语句
26         # 操作
27         pass
28 
29     def modify(self):
30         # 连接数据库
31         # 拼接sql语句
32         # 操作
33         pass
34 
35 # #### 操作类 ####
36 
37 db = DbHelper()
38 db.create()
    View Code

实例：结合场景二实现Web应用程序

 1 #!/usr/bin/env python
 2 #coding:utf-8
 3 from wsgiref.simple_server import make_server
 4 
 5 
 6 class DbHelper(object):
 7 
 8     def __init__(self):
 9         self.hostname = '1.1.1.1'
10         self.port = 3306
11         self.password = 'pwd'
12         self.username = 'root'
13 
14     def fetch(self):
15         # 连接数据库
16         # 拼接sql语句
17         # 操作
18         return 'fetch'
19 
20     def create(self):
21         # 连接数据库
22         # 拼接sql语句
23         # 操作
24         return 'create'
25 
26     def remove(self):
27         # 连接数据库
28         # 拼接sql语句
29         # 操作
30         return 'remove'
31 
32     def modify(self):
33         # 连接数据库
34         # 拼接sql语句
35         # 操作
36         return 'modify'
37 
38 
39 class Handler(object):
40 
41     def index(self):
42         # 创建对象
43         db = DbHelper()
44         db.fetch()
45         return 'index'
46 
47     def news(self):
48         return 'news'
49 
50 
51 def RunServer(environ, start_response):
52     start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
53     url = environ['PATH_INFO']
54     temp = url.split('/')[1]
55     obj = Handler()
56     is_exist = hasattr(obj, temp)
57     if is_exist:
58         func = getattr(obj, temp)
59         ret = func()
60         return ret
61     else:
62         return '404 not found'
63 
64 if __name__ == '__main__':
65     httpd = make_server('', 8001, RunServer)
66     print "Serving HTTP on port 8001..."
67     httpd.serve_forever()
Web应用程序实例

对于上述实例，每个请求到来，都需要在内存里创建一个实例，再通过该实例执行指定的方法。

那么问题来了...如果并发量大的话，内存里就会存在非常多功能上一模一样的对象。存在这些对象肯定会消耗内存，对于这些功能相同的对象可以在内存中仅创建一个，需要时都去调用，也是极好的！！！

铛铛 铛铛 铛铛铛铛铛，单例模式出马，单例模式用来保证内存中仅存在一个实例！！！

通过面向对象的特性，构造出单例模式：

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# ########### 单例类定义 ###########
class Foo(object):
 
    __instance = None
 
    @staticmethod
    def singleton():
        if Foo.__instance:
            return Foo.__instance
        else:
            Foo.__instance = Foo()
            return Foo.__instance
 
# ########### 获取实例 ###########
obj = Foo.singleton()

对于Python单例模式，创建对象时不能再直接使用：obj = Foo()，而应该调用特殊的方法：obj = Foo.singleton() 。

 1 #!/usr/bin/env python
 2 #coding:utf-8
 3 from wsgiref.simple_server import make_server
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 5 # ########### 单例类定义 ###########
 6 class DbHelper(object):
 7 
 8     __instance = None
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10     def __init__(self):
11         self.hostname = '1.1.1.1'
12         self.port = 3306
13         self.password = 'pwd'
14         self.username = 'root'
15 
16     @staticmethod
17     def singleton():
18         if DbHelper.__instance:
19             return DbHelper.__instance
20         else:
21             DbHelper.__instance = DbHelper()
22             return DbHelper.__instance
23 
24     def fetch(self):
25         # 连接数据库
26         # 拼接sql语句
27         # 操作
28         pass
29 
30     def create(self):
31         # 连接数据库
32         # 拼接sql语句
33         # 操作
34         pass
35 
36     def remove(self):
37         # 连接数据库
38         # 拼接sql语句
39         # 操作
40         pass
41 
42     def modify(self):
43         # 连接数据库
44         # 拼接sql语句
45         # 操作
46         pass
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48 
49 class Handler(object):
50 
51     def index(self):
52         obj =  DbHelper.singleton()
53         print id(single)
54         obj.create()
55         return 'index'
56 
57     def news(self):
58         return 'news'
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60 
61 def RunServer(environ, start_response):
62     start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/html')])
63     url = environ['PATH_INFO']
64     temp = url.split('/')[1]
65     obj = Handler()
66     is_exist = hasattr(obj, temp)
67     if is_exist:
68         func = getattr(obj, temp)
69         ret = func()
70         return ret
71     else:
72         return '404 not found'
73 
74 if __name__ == '__main__':
75     httpd = make_server('', 8001, RunServer)
76     print "Serving HTTP on port 8001..."
77     httpd.serve_forever()
Web应用实例-单例模式

总结：单利模式存在的目的是保证当前内存中仅存在单个实例，避免内存浪费！！！

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posted on 2019-04-14 18:51  始终不够啊  阅读(146)  评论(0)  编辑  收藏  举报