python基础-函数、面对对象、文件、异常

一、函数

1.1函数

　　python允许我们将常用的代码以固定的格式封装（包装）成一个独立的模块，只要知道这个模块的名字就可以重复使用它，这个模块就叫做函数（Function）。

1.2函数的定义和使用

　　此格式中，各部分参数的含义如下：

　　　　函数名：其实就是一个符合 Python 语法的标识符，但不建议读者使用 a、b、c 这类简单的标识符作为函数名，函数名最好能够体现出该函数的功能（如上面的 my_len，即表示我们自定义的 len() 函数）。

　　　　形参列表：设置该函数可以接收多少个参数，多个参数之间用逗号（ , ）分隔。

　　　　[return [返回值] ]：整体作为函数的可选参参数，用于设置该函数的返回值。也可以没有返回值，不写返回值，会有一个默认的返回值None，是否需要根据实际情况而定。return后面所有内容都不执行。

　　其中，函数名即指的是要调用的函数的名称；形参值指的是当初创建函数时要求传入的各个形参的值。如果该函数有返回值，我们可以通过一个变量来接收该值，当然也可以不接受。

　　需要注意的是，创建函数有多少个形参，那么调用时就需要传入多少个值，且顺序必须和创建函数时一致。即便该函数没有参数，函数名后的小括号也不能省略。

二、面对对象

2.1概述

　　对于面向过程的思想:需要实现一个功能的时候，看重的是开发的步骡和过程，每一个步蒸都需要自己亲力亲为，需要白己编写代码自己来做。

　　对于面向对象的思想:当需要实现一个功能的时候，看重的并不是过程和步骤，而是关心谁帮我做这件事。

　　面向对象的三大特征有:封结性,继承性.多志性。

2.2类、创建对象、属性和方法

　　1.在类内部获取属性和实例方法，通过self获取;

　　2.在类外部获取属性和实例方法，通过对象名获取。

　　3.如果一个类有多个对象，每个对象的属性是各自保存的，都有各自独立的地址;

　　4.但是实例方法是所有对象共享的，只占用一份内存空间。类会通过self来判断是哪个对象调用了实例方法。

　　init():实例化的时候需要一些自定义的属性，可以使用init（）方法

2.3常用方法

　　__str__():将__str__()返回的内容以字符串形式输出　

　　__str__()方法触发方式:

　　　　1、使用print()函数触发：触发时，会自动寻找实例对象的方法，若没有则直接按照默认内容输出，有则输出__str__方法的返回值。
　　　　2、使用str()函数触发：如上述代码所示，使用str()触发时，worlds类型是str,是一个字符串，打印输出的是一个字符串words。

　　 print(zhang)

2.4 对象的继承

　　在程序中，继承描述的是多个类之间的所属关系。

　　如果一个类A里面的属性和方法可以复用，则可以通过继承的方式，传递到类B里。那么类A就是基类，也叫做父类;类B就是派生类，也叫做子类。

2.4.1 单继承：子类只继承一个父类

　　子类在继承的时候，在定义类时，小括号()中为父类的名字。

　　父类的属性、方法，会被继承给子类。

2.4.2 多继承：新建的类可以支持一个或多个父类

　　多继承可以继承多个父类，也继承了所有父类的属性和方法

　　当继承了两个或两个以上的类的时候，如果继承的方法或属性有重名，选择继承的第一个。不重名的不受影响。

　　子类的魔法属性__mro__决定了属性和方法的查找顺序。

2.4.3子类重写父类属性/方法

　　如果子类和父类的方法名和属性名相同，则默认使用子类的。并称为子类重写父类的同名方法和属性。

2.4.5子类调用父类的同名属性和方法

　　当存在继承关系的时候，有时候需要在子类中调用父类的方法，此时最简单的方法是把对象调用转换成类调用，需要注意的是这时self参数需要显式传递。

　　无论何时何地，self都表示是子类的对象。在调用父类方法时，通过传递self参数，来控制方法和属性的访问修改。

　　但是这种方式在多层继承中就会有问题（下文super（）中会提到），基类Base的构造函数被调用了多次次。这样做还有一些缺点，比如说如果修改了父类名称，那么在子类中会涉及多处修改，在多继承时就需要重复写多次，显得累赘。

2 .4.6 多层继承

　　允许多层继承

2.4.7 私有权限

　　私有权限：在属性名和方法名前面加上两个下划线 __

　　　　Python中没有像C++中 public 和 private, protected 这些关键字来区别公有属性和私有属性。Python是以属性命名方式来区分，如果在属性和方法名前面加了2个下划线'__'，则表明该属性和方法是私有权限，否则为公有权限。

　　类的私有属性和私有方法，都不能通过对象直接访问，但是可以在本类内部访问；

　　类的私有属性和私有方法，都不会被子类继承，子类也无法访问；

　　私有属性和私有方法往往用来处理类的内部事情，不通过对象处理，起到安全作用。

2.4.8通过super（）来调用父类中的方法

　　默认情况下,python多继承super()方法只会调用第一个父类的方法（后面多继承需要类名.方法名(self)）。

　　在super机制里可以保证公共父类仅被执行一次。

　　使用3.4.5中的方法，就会出现问题，先看看下面的例子：

class Base(object):
    def __init__(self):
        print("enter Base")
        print("leave Base")
 
 
class A(Base):
    def __init__(self):
        print("enter A")
        Base.__init__(self) #调用父类的构造函数进行初始化
        print("leave A")
 
 
class B(Base):
    def __init__(self):
        print("enter B")
        Base.__init__(self) #调用父类的构造函数进行初始化
        print("leave B")
 
class C(A,B):
    def __init__(self):
        print("enter C")
        A.__init__(self) #调用父类A的构造函数进行初始化
        B.__init__(self) #调用父类B的构造函数进行初始化
        print("leave C")
 
 
c=C()

　　运行结果：

enter C
enter A
enter Base
leave Base
leave A
enter B
enter Base
leave Base
leave B
leave C

　　从上面的运行结果可以看出，基类Base的构造函数被调用了两次，这是有问题的，正常的应该是：A的构造函数调用一次，B的构造函数调用一次，基类Base的构造函数调用一次。

　　接下来使用super（）进行调用：

class Base(object):
    def __init__(self):
        print("enter Base")
        print("leave Base")
 
 
class A(Base):
    def __init__(self):
        print("enter A")
        super(A,self).__init__()
        print("leave A")
 
 
class B(Base):
    def __init__(self):
        print("enter B")
        super(B,self).__init__()
        print("leave B")
 
class C(A,B):
    def __init__(self):
        print("enter C")
        super(C,self).__init__()
        print("leave C")
 
 
c=C()

　　运行结果：

enter C
enter A
enter B
enter Base
leave Base
leave B
leave A
leave C

　　可见，父类多次被调用时只执行一次，优化了执行逻辑。

　　具体原因可以看看张同学软件开发写的：彻底搞懂python super函数的作用

三、文件

3.1文件

　　使用文件的目的：保存数据存放在磁盘，把一些存储存放起来，可以让程序下一次执行的时候直接使用，而不必重新制作一份，省时省力

3.2文件的打开与关闭

3.3文件的读写

# read() 读文件
# 把硬盘里的文件加载到内存中
f = open('test.txt', 'r')
# print(f.read()) 读取文件内所有内容
print(f.read(5))  # 读取5个
print(f.read())  # 读取文件剩余内容
f.close()
# 当文件足够大的时候，内存不够加载整个文件
# 需要一部分一部分加载
f = open('test.txt', 'r')
print(f.readline()) # 读取一行数据
print(f.readlines())  # 读取所有行
f.close()
# 读取汉字时会乱码，需要设置编码格式
f = open('test.txt', 'r', encoding="utf-8")
print(f.readlines())  # 读取所有行
f.close()

# 写数据
# w 如果文件存在，则将其覆盖
f = open('test.txt', 'w')
f.write('hello word, I am zhang')
f.close()

3.4文件、文件夹的相关操作

# OS中的rename（需要修改的文件名，新的文件名）可以完成对文件的重命名操作
import os
os.rename("test-复件.txt", "test1.txt")

# OS模块中的remove（待删除的文件名）可以完成对文件的删除操作
os.remove("test1.txt")

# OS模块中的mkdir（文件夹名）可以创建新的文件夹
os.mkdir("a")

# 获取当前目录
os.getcwd()

# 改变默认目录
os.chdir("../")

# 获取目录列表（目录中的所有文件）
print(os.listdir("./"))

# 删除文件夹
os.rmdir("./a")

3.5 应用

# 文件的备份
# 复制文件 test.txt 文件 到test-复件.txt
# 1.获取源文件的名字（包括路径）
filename = input("请输入要备份文件的名称：")
# 2.打开原文件
oldFile = open(filename, "rb")
# 3.获取备份文件的名字 备份文件名字 = 源文件名字 + ”-复件“ + 后缀名
fileFlagNum = filename.rfind(".")  
# 从右往左找找到的必是后缀名（从左往右可能会遇到text.text.txt这种情况）
fileFlag = filename[fileFlagNum:]
newFileName = filename[:fileFlagNum]+"-复件"+fileFlag# 4.写入备份文件
newfile = open(newFileName,"wb")
for linecountent in oldFile.readlines():
    newfile.write(linecountent)
# 5.关闭文件释放资源
oldFile.close()
newfile.close()

#批量在文件名前加前缀
import os

folderName = './aa/'
# 1.获取指定路径的所有文件名宁
dirlist = os.listdir(folderName)
# 2.遍历输出所在文件名字
for name in dirlist:
        newName = '[猫熊出品]-'+ name
os. rename ( folderName+name, folderName+newName )

四、异常处理

4.1 异常

　　当Python检测到一个错误时，解释器就无法继续执行了，反而出现了一些错误的提示，这就是所谓的"异常”

4.2 捕获异常

　　可能产生的异常的代码，放在try中。如果产生异常，处理的方法放在except中。

　　此处as的作用可以看后文，4.4注。

4.3异常的传递

　　通过嵌套，实现异常向外传递。如果里面的try没有捕获到这个异常，那么外面的try会接收到这个异常，然后进行处理，如果外边的try依然没有捕获到，那么再进行传递。

　　如果一个异常是在一个函数中产生的，例如函数A---->函数B---->函数C,而异常是在函数C中产生的，那么如果函数C中没有对这个异常进行处理，那么这个异常会传递到函数B中，如果函数B有异常处理那么就会按照函数B的处理方式进行执行；如果函数B也没有异常处理，那么这个异常会继续传递，以此类推......如果所有的函数都没有处理，那么此时就会进行异常的默认处理，即通常见到的那样。
　　如图，test1函数内部产生了异常，异常在test1中没有处理，于是此异常被传递到test3函数完成异常处理，而当异常处理完后，并没有返回到函数test1中进行执行，而是在函数test3中继续执行。

4.4 抛出自定义的异常

　　可以用raise语句来引发一个异常。异常/错误对象必须有一个名字，且它们应是Error或Exception类的子类。

class ShortInputException(Exception):
    '''自定义的异常类'''

    def __init__(self, length, atleast):
        super().__init__()
        self.length = length
        self.atleast = atleast

    def __str__(self):  # 使用as查看异常信息的时候，print不会打印任何内容，需要添加一个__str__()使其能够打印出想要的信息
        return 'ShortInputException: 输入的长度是 %d,长度至少应是 %d' % (self.length, self.atleast)
def main():
    try:
        s = input('请输入 --> ')
        if len(s) < 3:
            # raise引发一个你定义的异常
            raise ShortInputException(len(s), 3)
    except ShortInputException as result:  # x这个变量被绑定到了错误的实例
        print(result)
    else:
        print('没有异常发生.')
main()

　　　　注：as声明了一个将保存exception对象的变量。如果说except Exception as e，那么e将是Exception类型的对象。

五、模块和包

5.1 模块

　　有过C语言编程经验的朋友都知道在C语言中如果要引用sgrt函敬，必须用语句#include <math.h> 引math.h这个头文件，否则是无法正常进行调用的。

　　那么在Python中，如果要引用一些其他的函数，该怎么处理呢?

　　在Python中有一个概念叫做模块(module) ，模块是在函数和类的基础上，将一系列相关代码组织到一起的集合体。在 Python 中，一个模块就是一个扩展名为 .py 的源程序文件。这个和C语言中的头文件以及Java中的包很类似，比如在Python中要调用sqrt用数，必须用import关键字引入math这个模块，下面就来了解一下Python中的模块。说的通俗点:模块就好比是工具包，要想使用这个工具包中的工具(就好比函数)，就需要导入这个模块