python之路-类、socket编程

抽象接口

class Alert(object):
    '''报警基类'''
    def send(self):
        raise NotImplementedError
class MailAlert(Alert):
    def send(self):           #如果子类中没有创建相应的功能时，就会报错。
        print('hello world')
m = MailAlert()
m.send()

raise实现自动报警功能

静态方法

通过@staticmethod装饰器即可把其装饰的方法变为一个静态方法，什么是静态方法呢？其实不难理解，普通的方法，可以在实例化后直接调用，并且在方法里可以通过self.调用实例变量或类变量，但静态方法是不可以访问实例变量或类变量的，一个不能访问实例变量和类变量的方法，其实相当于跟类本身已经没什么关系了，它与类唯一的关联就是需要通过类名来调用这个方法

class Dog(object):
    def __init__(self ,name):
        self.name = name
    @staticmethod  # 把eat方法变为静态方法
    def eat(self):
        print("%s is eating" % self.name)
d = Dog("ChenRonghua")

d.eat() 

上面的调用会出以下错误，说是eat需要一个self参数，但调用时却没有传递，没错，当eat变成静态方法后，再通过实例调用时就不会自动把实例本身当作一个参数传给self了

输出结果：

Traceback (most recent call last):
  File "D:/py_s15/练习/1111.py", line 9, in <module>
    d.eat()
TypeError: eat() missing 1 required positional argument: 'self'

想让上面的代码可以正常工作有两种办法

1. 调用时主动传递实例本身给eat方法，即d.eat(d) 

2. 在eat方法中去掉self参数，但这也意味着，在eat中不能通过self.调用实例中的其它变量了

类方法

类方法通过@classmethod装饰器实现，类方法和普通方法的区别是， 类方法只能访问类变量，不能访问实例变量

class Dog(object):
    def __init__(self, name):
        self.name = name
    @classmethod
    def eat(self):
        print("%s is eating" % self.name)
d = Dog("ChenRonghua")
d.eat()

输出结果：执行报错如下，说Dog没有name属性，因为name是个实例变量，类方法是不能访问实例变量的
C:Python35python.exe D:/py_s15/练习/1111.py
Traceback (most recent call last):
  File "D:/py_s15/练习/1111.py", line 8, in <module>
    d.eat()
  File "D:/py_s15/练习/1111.py", line 6, in eat
    print("%s is eating" % self.name)
AttributeError: type object 'Dog' has no attribute 'name'

此时可以定义一个类变量，也叫name,看下执行效果

class Dog(object):
    name = '我是变量'
    def __init__(self, name):
        self.name = name
    @classmethod
    def eat(self):
        print("%s is eating" % self.name)
d = Dog("ChenRonghua")
d.eat()

输出结果：我是变量 is eating

属性方法

属性方法的作用就是通过@property把一个方法变成一个静态属性

class Dog(object):
    def __init__(self, name):
        self.name = name
    @property
    def eat(self):
        print(" %s is eating" % self.name)
d = Dog("ChenRonghua")
d.eat()

输出结果：Traceback (most recent call last):
  File "D:/py_s15/练习/1111.py", line 8, in <module>
    d.eat()
TypeError: 'NoneType' object is not callable
调用会出以下错误， 说NoneType is not callable, 因为eat此时已经变成一个静态属性了， 不是方法了， 想调用已经不需要加()号了，直接d.eat就可以了

class Dog(object):
    def __init__(self, name):
        self.name = name
    @property
    def eat(self):
        print(" %s is eating" % self.name)
d = Dog("ChenRonghua")
d.eat

好吧，把一个方法变成静态属性有什么卵用呢？既然想要静态变量，那直接定义成一个静态变量不就得了么？well, 以后你会需到很多场景是不能简单通过 定义 静态属性来实现的， 比如 ，你想知道一个航班当前的状态，是到达了、延迟了、取消了、还是已经飞走了， 想知道这种状态你必须经历以下几步:

1. 连接航空公司API查询

2. 对查询结果进行解析 

3. 返回结果给你的用户

因此这个status属性的值是一系列动作后才得到的结果，所以你每次调用时，其实它都要经过一系列的动作才返回你结果，但这些动作过程不需要用户关心， 用户只需要调用这个属性就可以。

航班信息查询

class Flight(object):
    def __init__(self,name):
        self.flight_name = name

    def checking_status(self):
        print('checking flight %s status' %self.flight_name)
        return 0
    @property
    def flight_status(self):
        status = self.checking_status()
        if status == 0:
            print("flight got canceled...")
        elif status == 1:
            print("flight is arrived...")
        elif status == 2:
            print("flight has departured already...")
        else:
            print("cannot confirm the flight status...,please check later")
f = Flight('CA980')
f.flight_status

那现在我只能查询航班状态， 既然这个flight_status已经是个属性了， 那我能否给它赋值呢？试试吧

f.flight_status = 1

输出结果：AttributeError: can't set attribute

很显然，修改这个静态属性是不能这样改的，不过需要通过@proerty.setter装饰器再装饰一下，此时 你需要写一个新方法， 对这个flight_status进行更改。

class Flight(object):
    def __init__(self,name):
        self.flight_name = name

    def checking_status(self):
        print('checking flight %s status' %self.flight_name)
        return 0
    @property
    def flight_status(self):
        status = self.checking_status()
        if status == 0:
            print("flight got canceled...")
        elif status == 1:
            print("flight is arrived...")
        elif status == 2:
            print("flight has departured already...")
        else:
            print("cannot confirm the flight status...,please check later")
    @flight_status.setter #修改静态属性
    def flight_status(self,status):
        status_dic = {
            0 : 'cancle',
            1 : 'arrived',
            2 : 'departuresd'
        }
        print('33[31;1mHas changed the flight status to 33[0m',status_dic[status])
    @flight_status.deleter  #删除静态属性
    def flight_status(self):
        print("status got removed...")
f = Flight('CA980')
f.flight_status = 2
del f.flight_status

类的特殊成员方法

1.__doc__  显示类的描述信息

print(Flight.__doc__)  类.__doc__
2.__module__ 表示当前操作的对象在那个模块

　__class__     表示当前操作的对象的类是什么

class Dog(object):
    '''够累'''
    def __init__(self):
        print(1)
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print(args,kwargs)
    def __getitem__(self, item):
        print('get item ',item)
        return 22

print(Dog.__doc__)
print(Dog.__module__)
print(Dog.__class__)

输出结果： 够累 __main__ <class 'type'>

3. __init__ 构造方法，通过类创建对象时，自动触发执行。

4.__del__

　析构方法，当对象在内存中被释放时，自动触发执行。

注：此方法一般无须定义，因为Python是一门高级语言，程序员在使用时无需关心内存的分配和释放，因为此工作都是交给Python解释器来执行，所以，析构函数的调用是由解释器在进行垃圾回收时自动触发执行的

5. __call__ 对象后面加括号，触发执行。

注：构造方法的执行是由创建对象触发的，即：对象 = 类名() ；而对于 __call__ 方法的执行是由对象后加括号触发的，即：对象() 或者 类()()

6. __dict__ 查看类或对象中的所有成员 

class Province:
    country = 'China'
    def __init__(self,name,count):
        self.name = name
        self.count = count
    def func(self,*args,**kwargs):
        print('fun')
print(Province.__dict__.items())
m = Province('hebei',100000)
print(m.__dict__)

输出结果：

获取类的成员 {'__module__': '__main__', 'func': <function Province.func at 0x00000039DB60C400>, 'country': 'China', '__doc__': None, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'Province' objects>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'Province' objects>, '__init__': <function Province.__init__ at 0x00000039DB60C378>}

获取对象的成员 {'name': 'hebei', 'count': 100000}

7.__str__ 如果一个类中定义了__str__方法，那么在打印 对象 时，默认输出该方法的返回值。

class Foo:          def __str__(self):              return 'alex li'  obj = Foo()  print(obj)
输出结果：alex li
8.__getitem__、__setitem__、__delitem__ 用于索引操作，如字典。以上分别表示获取、设置、删除数据

9. __new__  __metaclass__

class Foo(object):
    def __init__(self, name):
        self.name = name
f = Foo("alex")

上述代码中，f是通过 Foo 类实例化的对象，其实，不仅 f是一个对象，Foo类本身也是一个对象，因为在Python中一切事物都是对象。

如果按照一切事物都是对象的理论：f对象是通过执行Foo类的构造方法创建，那么Foo类对象应该也是通过执行某个类的 构造方法 创建。

class Foo(object):
    def __init__(self, name):
        self.name = name
f = Foo("alex")
print(type(f))
print(type(Foo))

输出结果：<class '__main__.Foo'>
<class 'type'>

所以，f对象是Foo类的一个实例，Foo类对象是 type 类的一个实例，即：Foo类对象 是通过type类的构造方法创建。

那么，创建类就可以有两种方式：

1.普通方法：

class Foo：

    def func(self):

   print('hello')

def func(self):
    print
    'hello wupeiqi'

Foo = type('Foo', (object,), {'func': func})
#type第一个参数：类名

#type第二个参数：当前类的基类

#type第三个参数：类的成员

类 是由 type 类实例化产生

那么问题来了，类默认是由 type 类实例化产生，type类中如何实现的创建类？类又是如何创建对象？

答：类中有一个属性 __metaclass__，其用来表示该类由 谁 来实例化创建，所以，我们可以为 __metaclass__ 设置一个type类的派生类，从而查看 类 创建的过程。

# _*_coding:utf-8_*_

class MyType(type):
    def __init__(self, child_cls, bases=None, dict=None):
        print("--MyType init---", child_cls, bases, dict)
        # super(MyType, self).__init__(child_cls, bases, dict)

    # def __new__(cls, *args, **kwargs):
    #     print("in mytype new:",cls,args,kwargs)
    #     type.__new__(cls)
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print("in mytype call:", self, args, kwargs)
        obj = self.__new__(self, args, kwargs)

        self.__init__(obj, *args, **kwargs)


class Foo(object, metaclass=MyType):  # in python3
    # __metaclass__ = MyType #in python2

    def __init__(self, name):
        self.name = name
        print("Foo ---init__")

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print("Foo --new--")
        return object.__new__(cls)

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print("Foo --call--", args, kwargs)


# 第一阶段：解释器从上到下执行代码创建Foo类
# 第二阶段：通过Foo类创建obj对象
obj = Foo("Alex")
# print(obj.name)

 类的生成 调用 顺序依次是 __new__ --> __call__ --> __init__

反射

通过字符串映射或修改程序运行时的状态、属性、方法, 有以下4个方法(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！！！)

WEB框架，路由系统 li = {}
getattr getattr()专门去某个地方获取其他内部的东西，可以使字符串的形式 以字符串的形式去某个对象中获取指定的属性
hasattr 判断获取的某个东西中是否有我们想要的东西，相当于容器 以字符串的形式判断某个对象中是否含有指定的属性。
setattr 以字符串的形式去[某个对象]中设定指定的属性
delattr 以字符串的形式去[某个对象]中删除指定的属性
以字符串的形式导入模块 __import__('time')

app.py

from controller import account
action = input('>>>>>:')
if(hasattr(account,action)):
    func = getattr(account,action)
    result = func()
else:
    result = '404'
print(result)

account.py

def login():
    return '请输入密码'

def logout():
    return '跳回登陆页面'

异常处理

一、基本结构

try:
    代码块
    代码块
    。。。
except Exception as e:
    将错误信息写入日志
二、复杂结构
try:
   ...
   ...
   ...
except
   ....
else:  （与expect相反）
   ...
finally   (肯定执行)
   ...
三、异常对象
try:
    代码块
    代码块
    。。。
except Exception as e:              #（e是Exceotion的对象） python内部将错误信息封装到e中
    将错误信息写入日志         （e中封装了当前触发的错误信息）
四、异常种类
Exception能将所有的异常捕获
。。。
其他：只能处理某一种情况，精确的定位问题
try:
    代码块
    代码块
    。。。
except Exception as e:
    将错误信息写入日志
其他错误类型继承Exception
五、主动触发异常
    raise Exception('邮件发送失败')
六、断言（异常处理的简写） #不会做记录
告知别人，，这个条件必须满足，起到警示作用。
assert
七、自定义异常

class HaitaoError(Exception):
    def __init__(self,message):
        self.msg = message
        super(HaitaoError, self).__init__(message)
try:
    name = 'alex'
    if name != 'haitao':
        raise HaitaoError('you can not take my body')
except HaitaoError as e:
    print(e,e.msg)
except Exception as e:
    print(e,111111)

基本模版展示：

try:
    int('asdasdwqqws')
    li = ['11','22']
    li[1000]
except IndexError as e:
    pass
except ValueError as e:
    pass
except Exception as e:
    pass
else:
    print('a')
finally:
    print('hello world')

app.py

#account/login
#account/logout
#home/index
while True:
    action = input('>>>>>:')
    m,n = action.split('/')
    try:
        module = __import__('controller.%s'%m,fromlist=True)
        if(hasattr(module,n)):
            func = getattr(module,n)
            result = func()
        else:
            result = '404'
    except Exception as e:
        result = 500
    print(result)

此例子，将动态倒入模块，异常处理，以及反射融合在一起。实例中所调用的模块，在上面的反射实例中有提到。

异常种类

常用到的异常种类：

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
IOError 输入/输出异常；基本上是无法打开文件
ImportError 无法引入模块或包；基本上是路径问题或名称错误
IndentationError 语法错误（的子类） ；代码没有正确对齐
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]
KeyError 试图访问字典里不存在的键
KeyboardInterrupt Ctrl+C被按下
NameError 使用一个还未被赋予对象的变量
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）
TypeError 传入对象类型与要求的不符合
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，
导致你以为正在访问它
ValueError 传入一个调用者不期望的值，即使值的类型是正确的

写入具体的异常处理，只能具体处理某一种异常，当遇到其他类型的错误程序就会报异常，导致无法运行，所以还有万能异常处理。

Socket 编程

socket通常也称作"套接字"，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄，应用程序通常通过"套接字"向网络发出请求或者应答网络请求。

socket起源于Unix，而Unix/Linux基本哲学之一就是“一切皆文件”，对于文件用【打开】【读写】【关闭】模式来操作。socket就是该模式的一个实现，socket即是一种特殊的文件，一些socket函数就是对其进行的操作（读/写IO、打开、关闭）

socket和file的区别：

• file模块是针对某个指定文件进行【打开】【读写】【关闭】
• socket模块是针对 服务器端 和 客户端Socket 进行【打开】【读写】【关闭】

更多功能

sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM,0)

参数一：地址簇

　　socket.AF_INET IPv4（默认） 　　socket.AF_INET6 IPv6

　　socket.AF_UNIX 只能够用于单一的Unix系统进程间通信

参数二：类型

　　socket.SOCK_STREAM　　流式socket , for TCP （默认） 　　socket.SOCK_DGRAM　　 数据报式socket , for UDP

　　socket.SOCK_RAW 原始套接字，普通的套接字无法处理ICMP、IGMP等网络报文，而SOCK_RAW可以；其次，SOCK_RAW也可以处理特殊的IPv4报文；此外，利用原始套接字，可以通过IP_HDRINCL套接字选项由用户构造IP头。 　　socket.SOCK_RDM 是一种可靠的UDP形式，即保证交付数据报但不保证顺序。SOCK_RAM用来提供对原始协议的低级访问，在需要执行某些特殊操作时使用，如发送ICMP报文。SOCK_RAM通常仅限于高级用户或管理员运行的程序使用。 　　socket.SOCK_SEQPACKET 可靠的连续数据包服务

参数三：协议

　　0　　（默认）与特定的地址家族相关的协议,如果是 0 ，则系统就会根据地址格式和套接类别,自动选择一个合适的协议

sk.bind(address)

　　s.bind(address) 将套接字绑定到地址。address地址的格式取决于地址族。在AF_INET下，以元组（host,port）的形式表示地址。

sk.listen(backlog)

　　开始监听传入连接。backlog指定在拒绝连接之前，可以挂起的最大连接数量。

      backlog等于5，表示内核已经接到了连接请求，但服务器还没有调用accept进行处理的连接个数最大为5       这个值不能无限大，因为要在内核中维护连接队列

sk.setblocking(bool)

　　是否阻塞（默认True），如果设置False，那么accept和recv时一旦无数据，则报错。

sk.accept()

　　接受连接并返回（conn,address）,其中conn是新的套接字对象，可以用来接收和发送数据。address是连接客户端的地址。

　　接收TCP 客户的连接（阻塞式）等待连接的到来

sk.connect(address)

　　连接到address处的套接字。一般，address的格式为元组（hostname,port）,如果连接出错，返回socket.error错误。

sk.connect_ex(address)

　　同上，只不过会有返回值，连接成功时返回 0 ，连接失败时候返回编码，例如：10061

sk.close()

　　关闭套接字

sk.recv(bufsize[,flag])

　　接受套接字的数据。数据以字符串形式返回，bufsize指定最多可以接收的数量。flag提供有关消息的其他信息，通常可以忽略。

sk.recvfrom(bufsize[.flag])

　　与recv()类似，但返回值是（data,address）。其中data是包含接收数据的字符串，address是发送数据的套接字地址。

sk.send(string[,flag])

　　将string中的数据发送到连接的套接字。返回值是要发送的字节数量，该数量可能小于string的字节大小。即：可能未将指定内容全部发送。

sk.sendall(string[,flag])

　　将string中的数据发送到连接的套接字，但在返回之前会尝试发送所有数据。成功返回None，失败则抛出异常。

      内部通过递归调用send，将所有内容发送出去。

sk.sendto(string[,flag],address)

　　将数据发送到套接字，address是形式为（ipaddr，port）的元组，指定远程地址。返回值是发送的字节数。该函数主要用于UDP协议。

sk.settimeout(timeout)

　　设置套接字操作的超时期，timeout是一个浮点数，单位是秒。值为None表示没有超时期。一般，超时期应该在刚创建套接字时设置，因为它们可能用于连接的操作（如 client 连接最多等待5s ）

sk.getpeername()

　　返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组（ipaddr,port）。

sk.getsockname()

　　返回套接字自己的地址。通常是一个元组(ipaddr,port)

sk.fileno()

　　套接字的文件描述符

简单的socket交互

socket_server

import socket
server = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)    #生成一个socket实例
server.bind(('0.0.0.0',8000))
server.listen(5)
print('start to listen'.center(20,'-'))
while True:
    conn,client_addr = server.accept()     #accept会返回两个值，conn就是实际建立的连接，service相当于整个服务，想和某个连接的通信，只能是通过conn，每一个小连接时conn
    print(conn,client_addr)

    while True:
        data = conn.recv(1024)       #收数据，本次消息要收多少内容  1024字节
        print('recv from cli',data)
        conn.send(b'got you msg')    #socket发送必须是字节格式

socket_client

import socket
client = socket.socket()
client.connect(('localhost',8000))
while True:
    msg = input('>>:').strip()
    if len(msg) ==0:continue
    client.send(msg.encode())
    print('send',msg)
    data = client.recv(1024)
    print('receive from server:',data)

 客户端与服务端交互

 服务端

import socket
server = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
server.bind(('0.0.0.0',8000))
server.listen(5)
conn,client_addr = server.accept()
print(conn,client_addr)

while True:
    data = conn.recv(1024)
    print('rece from cli:',data)
    conn.send(b'got your msg')

客户端

import socket
client = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
client.connect(('localhost',8000))

while True:
    msg = input('>>:').strip()
    if len(msg) ==0:continue
    client.send(msg.encode())
    print('send',msg)
    data = client.recv(1024)
    print('receive from server:',data)

这样的结果就是当再有客户端请求时，可以建立连接，但是无法交互，客户端也会卡住，当我们断开第一个客户端是，服务端也会断开，所以，我们的需要在小循环断开后继续建立新的连接
服务端

import socket
server = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
server.bind(('0.0.0.0',8000))
server.listen(5)
while True:
    conn,client_addr = server.accept()
    print(conn,client_addr)

    while True:
        try:
            data = conn.recv(1024)
            print('rece from cli:',data)
            conn.send(b'got your msg')
        except ConnectionResetError as e:
            print(e)
            break

这里断开是会报连接错误，只要把这个错误抓住就行了。（断开后就无法执行data = conn.reve(1024),所以会报错）

通过socket，实现ssh连接。

客户端(程序在linux环境)

#!/usr/bin/env python
#!-*- coding:utf-8 -*-
import socket
import subprocess
server = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
server.bind(('0.0.0.0',8000))
server.listen(5)
while True:
    conn,client_addr = server.accept()
    print(conn,client_addr)

    while True:
        try:
            data = conn.recv(1024)
            print('rece from cli:',data)
            res = subprocess.Popen(data,shell=True,stdout=subprocess.PIPE)
            conn.send(res.stdout.read())
        except ConnectionResetError as e:
            print(e)

客户端

import socket
client = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
client.connect(('192.168.1.198',8000))

while True:
    msg = input('>>:').strip()
    if len(msg) ==0:continue
    client.send(msg.encode())
    print('send',msg)
    data = client.recv(1024)
    print(data.decode())

 socket发送信息的存在缓存中，如果满了就一起发送出去。

但是如果执行动态命令或者命令返回的结果很长，这样就不能一次给我们返回结果，或者是返回的结果不是我们想要的，那么，改如何去解决呢。

通过服务端去告知客户端要发送数据的长度，然后客户端通过自己能接受最大字符串进行循环接受，然后统一打印。

服务端

#!/usr/bin/env python
#!-*- coding:utf-8 -*-
import socket
import subprocess
server = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
server.bind(('0.0.0.0',8000))
server.listen(5)
while True:
    conn,client_addr = server.accept()
    print(conn,client_addr)

    while True:
        try:
            data = conn.recv(1024)
            print('rece from cli:',data)
            res = subprocess.Popen(data,shell=True,stdout=subprocess.PIPE)
            res1 = res.stdout.read()
            conn.send(str(len(res1)).encode())
            print('--res len:',len(res1))
            conn.send(res1)
        except ConnectionResetError as e:
            print(e)
            break

客户端

import socket
client = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
client.connect(('192.168.1.198',8000))

while True:
    msg = input('>>:').strip()
    if len(msg) ==0:continue
    client.send(msg.encode())
    print('send',msg)
    data = client.recv(1024)
    print('res:',data.decode())
    total_size = int(data.decode())
    #和总长度比较
    received_size = 0
    res2 = b''
    while received_size < total_size:
        d = client.recv(1024)
        res2 += d
        received_size += len(d)   #+=len(d) 防止最后不够1024
    print('---------rece done')
    print(res2.decode())