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标题: Python基础day10面向对象、模块、异常(上) [打印本页]

作者: 小江哥    时间: 2018-11-10 16:14
标题: Python基础day10面向对象、模块、异常(上)
练习:设计类

1. 设计一个卖车的4S店,该怎样做呢?
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# 定义车类class Car(object):
    # 定义车的方法
    def move(self):
        print("---车在移动---")
    def stop(self):
        print("---停车---")
# 定义一个销售车的店类class CarStore(object):
    def order(self):
        car = Car() #找一辆车
        return car
# 1. 先的有个销售汽车的店铺
car_store = CarStore()# 2. 通过这家店铺,订购车
my_car = car_store.order()# 3. 开车爽。。。
my_car.move()
my_car.stop()



说明
上面的4s店,只能销售一种类型的车
如果这个是个销售北京现代品牌的车,比如伊兰特、索纳塔等,该怎样做呢?

2. 设计一个卖北京现代车的4S店

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# 定义伊兰特车类class YilanteCar(object):
    # 定义车的方法
    def move(self):
        print("---车在移动---")
    def stop(self):
        print("---停车---")
# 定义索纳塔车类class SuonataCar(object):
    # 定义车的方法
    def move(self):
        print("---车在移动---")
    def stop(self):
        print("---停车---")
# 定义一个销售北京现代车的店类class CarStore(object):
    def order(self, typeName):
        #根据客户的不同要求,生成不同的类型的车
        if typeName == "伊兰特":
            car = YilanteCar()
        elif typeName == "索纳塔":
            car = SuonataCar()
        return car

xiandai_store = CarStore()
my_car = xiandai_store.order("索纳塔")
my_car.move()
my_car.stop()

这样做,不太好,因为当北京现代又生产一种新类型的车时,那么又得在CarStore类中修改,有没有好的解决办法呢?[size=21.3333px]

工厂模式

1. 简单工厂模式
在上一节中,最后留下的个问题,该怎样解决呢?


1.1.使用函数实现
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# 定义伊兰特车类class YilanteCar(object):
    # 定义车的方法
    def move(self):
        print("---车在移动---")
    def stop(self):
        print("---停车---")
# 定义索纳塔车类class SuonataCar(object):
    # 定义车的方法
    def move(self):
        print("---车在移动---")
    def stop(self):
        print("---停车---")
# 定义一个函数,来模拟一个汽车厂,目的是创建出具体的汽车对象def createCar(typeName):
    if typeName == "伊兰特":
        car = YilanteCar()
    elif typeName == "索纳塔":
        car = SuonataCar()
    return car
# 定义一个销售北京现代车的店类class CarStore(object):
    def order(self, typeName):
        # 让工厂根据类型,生产一辆汽车
        car = createCar(typeName)
        return car

xiandai_store = CarStore()
my_car = xiandai_store.order("索纳塔")
my_car.move()
my_car.stop()


1.2.使用类来实现
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# 定义伊兰特车类class YilanteCar(object):
    # 定义车的方法
    def move(self):
        print("---车在移动---")
    def stop(self):
        print("---停车---")
# 定义索纳塔车类class SuonataCar(object):
    # 定义车的方法
    def move(self):
        print("---车在移动---")
    def stop(self):
        print("---停车---")
# 定义一个生产汽车的工厂,让其根据具体的订单生产车class CarFactory(object):
    def createCar(self,typeName):
        if typeName == "伊兰特":
            car = YilanteCar()
        elif typeName == "索纳塔":
            car = SuonataCar()
        return car
# 定义一个销售北京现代车的店类class CarStore(object):
    def __init__(self):
        #设置4s店的指定生产汽车的工厂
        self.carFactory = CarFactory()
    def order(self, typeName):
        # 让工厂根据类型,生产一辆汽车
        car = self.carFactory.createCar(typeName)
        return car

xiandai_store = CarStore()
my_car = xiandai_store.order("索纳塔")
my_car.move()
my_car.stop()



咋一看来,好像只是把生产环节重新创建了一个类,这确实比较像是一种编程习惯,此种解决方式被称作简单工厂模式
工厂函数、工厂类对具体的生成环节进行了封装,这样有利于代码的后需扩展,即把功能划分的更具体,4s店只负责销售,汽车厂只负责制造

2. 工厂方法模式


多种品牌的汽车4S店

当买车时,有很多种品牌可以选择,比如北京现代、别克、凯迪拉克、特斯拉等,那么此时程序又该怎样进行设计呢?

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# 定义一个基本的4S店类class CarStore(object):
    #仅仅是定义了这个方法,并没有实现具体功能,这个需要在子类中实现
    def createCar(self, typeName):
        pass

    def xiChe(self):
        pass
        # 省略洗车的过程....>> self.car.x()

    def shangBaoXian(self):
        pass
        # 省略上保险的过程....>> self.car.xx()

    def shangChePai(self):
        pass
        # 省略上车牌的过程....>> self.car.xxx()

    def order(self, typeName):
        # 1. 让工厂根据类型,生产一辆汽车
        self.car = self.createCar(typeName)
        # 2. 洗车
        self.xiChe()
        # 3. 上保险
        self.shangBaoXian()
        # 4. 上车牌
        self.shangChePai()

        # 5. 将车返回给用户
        return self.car
# 定义一个北京现代4S店类class XiandaiCarStore(CarStore):

    def __init__(self):
        #设置4s店的指定生产汽车的工厂
        self.carFactory = XianDaiFactory()

    # 重写createCar方法,从而完成现代车具体的生成过程,
    # 而其他的像洗车、上牌的功能,都是直接继承自父类,从而让程序更简单了
    def createCar(self, typeName):
        return self.carFactory.createCar(typeName)
# 定义一个生产汽车的工厂,让其根据具体得订单生产车class XianDaiFactory(object):
    def createCar(self, typeName):
        if typeName == "伊兰特":
            car = YilanteCar()
        elif typeName == "索纳塔":
            car = SuonataCar()
        return car
# 定义伊兰特车类class YilanteCar(object):
    # 定义车的方法
    def move(self):
        print("---车在移动---")
    def stop(self):
        print("---停车---")
# 定义索纳塔车类class SuonataCar(object):
    # 定义车的方法
    def move(self):
        print("---车在移动---")
    def stop(self):
        print("---停车---")



suonata = XiandaiCarStore()
my_car = suonata.order("索纳塔")
my_car.move()
my_car.stop()


最后来看看工厂方法模式的定义

定义了一个创建对象的接口(可以理解为函数),但由子类决定要实例化的类是哪一个,工厂方法模式让类的实例化推迟到子类,抽象的CarStore提供了一个创建对象的方法createCar,也叫作工厂方法
子类真正实现这个createCar方法创建出具体产品。 创建者类不需要直到实际创建的产品是哪一个,选择了使用了哪个子类,自然也就决定了实际创建的产品是什么。[size=21.3333px]

__new__方法

__new__和__init__的作用
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class A(object):
    def __init__(self):
        print("这是 init 方法")

    def __new__(cls):
        print("这是 new 方法")
        return object.__new__(cls)

A()


总结[size=10.0000pt]·
__new__至少要有一个参数cls,代表要实例化的类,此参数在实例化时由Python解释器自动提供
__new__必须要有返回值,返回实例化出来的实例,这点在自己实现__new__时要特别注意,可以return父类__new__出来的实例,或者直接是object的__new__出来的实例
__init__有一个参数self,就是这个__new__返回的实例,__init____new__的基础上可以完成一些其它初始化的动作,__init__不需要返回值
我们可以将类比作制造商,__new__方法就是前期的原材料购买环节,__init__方法就是在有原材料的基础上,加工,初始化商品环节[size=10.0000pt]


注意点


单例模式

1. 单例是什么
举个常见的单例模式例子,我们日常使用的电脑上都有一个回收站,在整个操作系统中,回收站只能有一个实例,整个系统都使用这个唯一的实例,而且回收站自行提供自己的实例。因此回收站是单例模式的应用。
确保某一个类只有一个实例,而且自行实例化并向整个系统提供这个实例,这个类称为单例类,单例模式是一种对象创建型模式。

2. 创建单例-保证只有1个对象
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# 实例化一个单例class Singleton(object):
    __instance = None

    def __new__(cls, age, name):
        #如果类属性__instance的值为None,
        #那么就创建一个对象,并且赋值为这个对象的引用,保证下次调用这个方法时
        #能够知道之前已经创建过对象了,这样就保证了只有1个对象
        if not cls.__instance:
            cls.__instance = object.__new__(cls)
        return cls.__instance

a = Singleton(18, "dongGe")
b = Singleton(8, "dongGe")

print(id(a))
print(id(b))

a.age = 19 #给a指向的对象添加一个属性
print(b.age)#获取b指向的对象的age属性

运行结果:
In [12]: class Singleton(object):
    ...:     __instance = None
    ...:
    ...:     def __new__(cls, age, name):
    ...:         if not cls.__instance:
    ...:             cls.__instance = object.__new__(cls)
    ...:         return cls.__instance
    ...:
    ...: a = Singleton(18, "dongGe")
    ...: b = Singleton(8, "dongGe")
    ...:
    ...: print(id(a))
    ...: print(id(b))
    ...:
    ...: a.age = 19
    ...: print(b.age)
    ...: 4391023224439102322419
3. 创建单例时,只执行1次__init__方法
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# 实例化一个单例class Singleton(object):
    __instance = None
    __first_init = False

    def __new__(cls, age, name):
        if not cls.__instance:
            cls.__instance = object.__new__(cls)
        return cls.__instance

    def __init__(self, age, name):
        if not self.__first_init:
            self.age = age
            self.name = name
            Singleton.__first_init = True


a = Singleton(18, "dongGe")
b = Singleton(8, "dongGe")

print(id(a))
print(id(b))


print(a.age)
print(b.age)

a.age = 19
print(b.age)



运行结果:
[size=21.3333px]

异常
<1>异常简介

看如下示例:
  
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  print '-----test--1---'
    open('123.txt','r')
    print '-----test--2---'


运行结果:



说明:
打开一个不存在的文件123.txt,当找不到123.txt 文件时,就会抛出给我们一个IOError类型的错误,No such file or directory:123.txt (没有123.txt这样的文件或目录)


异常:
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"
[size=21.3333px]

案例剖析
<1>捕获异常 try...except...

看如下示例:
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try:
   print('-----test--1---')
    open('123.txt','r')
    print('-----test--2---')except IOError:
    pass

运行结果:

说明:
· 此程序看不到任何错误,因为用except 捕获到了IOError异常,并添加了处理的方法
· pass 表示实现了相应的实现,但什么也不做;如果把pass改为print语句,那么就会输出其他信息
小总结:
·
· 把可能出现问题的代码,放在try中
· 把处理异常的代码,放在except中

<2> except捕获多个异常

看如下示例:

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try:
    print numexcept IOError:
    print('产生错误了')

运行结果如下:

想一想:
上例程序,已经使用except来捕获异常了,为什么还会看到错误的信息提示?
:
except捕获的错误类型是IOError,而此时程序产生的异常为 NameError ,所以except没有生效
修改后的代码为:

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try:
    print numexcept NameError:
    print('产生错误了')

运行结果如下:

实际开发中,捕获多个异常的方式,如下:
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#coding=utf-8try:
    print('-----test--1---')
    open('123.txt','r') # 如果123.txt文件不存在,那么会产生 IOError 异常
    print('-----test--2---')
    print(num)# 如果num变量没有定义,那么会产生 NameError 异常
except (IOError,NameError):
    #如果想通过一次except捕获到多个异常可以用一个元组的方式

注意:· 当捕获多个异常时,可以把要捕获的异常的名字,放到except 后,并使用元组的方式仅进行存储

<3>获取异常的信息描述




<4>捕获所有异常




<5> else咱们应该对else并不陌生,在if中,它的作用是当条件不满足时执行的实行;同样在try...except...中也是如此,即如果没有捕获到异常,那么就执行else中的事情

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try:
    num = 100
    print numexcept NameError as errorMsg:
    print('产生错误了:%s'%errorMsg)else:
    print('没有捕获到异常,真高兴')

运行结果如下:


<6> try...finally...

try...finally...语句用来表达这样的情况:
在程序中,如果一个段代码必须要执行,即无论异常是否产生都要执行,那么此时就需要使用finally。 比如文件关闭,释放锁,把数据库连接返还给连接池等
demo:

[Python] 纯文本查看 复制代码
import timetry:
    f = open('test.txt')
    try:
        while True:
            content = f.readline()
            if len(content) == 0:
                break
            time.sleep(2)
            print(content)
    except:
        #如果在读取文件的过程中,产生了异常,那么就会捕获到
        #比如 按下了 ctrl+c
        pass
    finally:
        f.close()
        print('关闭文件')except:
    print("没有这个文件")

说明:
test.txt文件中每一行数据打印,但是我有意在每打印一行之前用time.sleep方法暂停2秒钟。这样做的原因是让程序运行得慢一些。在程序运行的时候,按Ctrl+c中断(取消)程序。
我们可以观察到KeyboardInterrupt异常被触发,程序退出。但是在程序退出之前,finally从句仍然被执行,把文件关闭。[size=21.3333px]

异常的传递

1. try嵌套中
[Python] 纯文本查看 复制代码
import timetry:
    f = open('test.txt')
    try:
        while True:
            content = f.readline()
            if len(content) == 0:
                break
            time.sleep(2)
            print(content)
    finally:
        f.close()
        print('关闭文件')except:
    print("没有这个文件")

运行结果:
In [26]: import time
    ...: try:
    ...:     f = open('test.txt')
    ...:     try:
    ...:         while True:
    ...:             content = f.readline()
    ...:             if len(content) == 0:
    ...:                 break
    ...:             time.sleep(2)
    ...:             print(content)
    ...:     finally:
    ...:         f.close()
    ...:         print('关闭文件')
    ...: except:
    ...:     print("没有这个文件")
    ...: finally:
    ...:     print("最后的finally")
    ...:     
xxxxxxx--->这是test.txt文件中读取到信息
^C关闭文件
没有这个文件
最后的finally
2. 函数嵌套调用中
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   def test1():
        print("----test1-1----")
        print(num)
        print("----test1-2----")


    def test2():
        print("----test2-1----")
        test1()
        print("----test2-2----")


    def test3():
        try:
            print("----test3-1----")
            test1()
            print("----test3-2----")
        except Exception as result:
            print("捕获到了异常,信息是:%s"%result)

        print("----test3-2----")



    test3()
    print("------华丽的分割线-----")
    test2()


运行结果:

总结:
· 如果try嵌套,那么如果里面的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
· 注意观察上图中,当调用test3函数时,在test1函数内部产生了异常,此异常被传递到test3函数中完成了异常处理,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[size=21.3333px]

抛出自定义的异常

你可以用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
下面是一个引发异常的例子:

[Python] 纯文本查看 复制代码
class ShortInputException(Exception):
    '''自定义的异常类'''
    def __init__(self, length, atleast):
        #super().__init__()
        self.length = length
        self.atleast = 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('ShortInputException: 输入的长度是 %d,长度至少应是 %d'% (result.length, result.atleast))
    else:
        print('没有异常发生.')

main()

运行结果如下:

注意· 以上程序中,关于代码#super().__init__()的说明
这一行代码,可以调用也可以不调用,建议调用,因为__init__方法往往是用来对创建完的对象进行初始化工作,如果在子类中重写了父类的__init__方法,即意味着父类中的很多初始化工作没有做,这样就不保证程序的稳定了,所以在以后的开发中,如果重写了父类的__init__方法,最好是先调用父类的这个方法,然后再添加自己的功能

异常处理中抛出异常
[Python] 纯文本查看 复制代码
class Test(object):
    def __init__(self, switch):
        self.switch = switch #开关
    def calc(self, a, b):
        try:
            return a/b
        except Exception as result:
            if self.switch:
                print("捕获开启,已经捕获到了异常,信息如下:")
                print(result)
            else:
                #重新抛出这个异常,此时就不会被这个异常处理给捕获到,从而触发默认的异常处理
                raise


a = Test(True)
a.calc(11,0)

print("----------------------华丽的分割线----------------")

a.switch = False
a.calc(11,0)

运行结果:






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