day 28-1 元类、异常处理

元类

元类的用途：自定义元类控制类的创建行为及类的实例化行为

Python 中一切皆为对象。

一切接对象，对象可以怎么用呢？

1、都可以被引用，x=obj

2、都可以当作函数的参数传入

3、都可以当作函数的返回值

4、都可以当作容器类的元素，l=[func,time,obj,1]

让我们先定义一个类，然后逐步分析

class People:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def say(self):
        print('%s say welcome to here' % self.name)


p = People('ysg', 21)
p.say()
print(type(p))              # <class '__main__.People'>
print(type(People))         # <class 'type'>

所有的对象都是实例化或者说调用类而得到的（调用类的过程称为类的实例化），比如对象t1是调用类OldboyTeacher得到的

如果一切皆为对象，那么类 Peope 本质也是一个对象，既然所有的对象都是调用类得到的，那么 Peope 必然也是调用了一个类得到的，这个类称为元类

总结：产生类的类称之为元类，默认使用 class 定义的类，他们的元类是 type。

exec的用法

参数1：字符串形式的命令

参数2：全局作用域（字典形式），如果不指定默认就是用 globals()

参数3：局部作用局（字典形式），如果不指定默认就是用 locals()

例子

g = {
    'x': 'ysg',
    'y': '123'
}

l = {}

exec("""
global x,m
x = 'ysging'
m = 'pei'
z = '21'
""", g, l)
print(g)        # {'x': 'ysging', 'y': '123'..., 'm': 'pei'}
print(l)        # {'z': '21'}

元类定义的两种方式

方法一：class

class People:
    country = "China"

    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def func(self):
        print('%s say good' % self.name)


p = People('ysg', '22')
print(People)                       # <class '__main__.People'>
print(p, p.name, p.age)             # <__main__.People object at 0x0000020B0FC652E8> ysg 22

方法二：type

定义类的三要素：类名、类的基类、类的名称空间

class_name = 'People'
class_bases = (object,)
class_body = """
country = "China"
def __init__(self, name, age):
    self.name = name
    self.age = age

def func(self):
    print('%s say good' % self.name)
"""
class_dic = {}
exec(class_body, globals(), class_dic)
People1 = type(class_name, class_bases, class_dic)
print(People1)                      # <class '__main__.People'>
p1 = People1('ysg', '22')
print(p1, p1.name, p1.age)          # <__main__.People object at 0x0000020B0FC65470> ysg 22

自定义元类控制类的创建行为

实现检索类名称是否为大写，类中是否写入注释

class Mymeta(type):
    def __init__(self, class_name, class_bases, class_dic):
        super(Mymeta, self).__init__(class_name, class_bases, class_dic)
        if not class_name.istitle():
            raise TypeError('类名称首字母要求大写')

        if '__doc__' not in class_dic or not class_dic['__doc__'].strip():
            raise TypeError('新建的类必须标有注释')


class People(object, metaclass=Mymeta):  # People = Mymeta(class_name,class_bases,class_dic)
    '''
        使用自定义元类控制类的创建行为
    '''
    country = "China"

    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def func(self):
        print('%s say good' % self.name)

自定义元类控制类的实例化行为

预备知识 __call__

class Foo:
    pass


f = Foo()
f()  # TypeError: 'Foo' object is not callable

class Foo:
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print(self)
        print(args)
        print(kwargs)


f = Foo()
f(1, 2, 3, a=1, b=2, c=3)

结果：
<__main__.Foo object at 0x000001DBE6B7F240>
(1, 2, 3)
{'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}

由以上两个例子可以看出，在调用方式实际是自动调用了 __call__ 方法

所以可以得出，在使用元类控制类的实例化行为时：

　　元类内部也应该有一个 __call__ 方法，会在调用 Foo 时触发执行；Foo（1，2，x=1） 就相当于 Foo.__call__(Foo,1,2,x=1)

例子：自定义元类控制类实现单实例

预备知识：单实例

单实例：对象内部特征如果一样的情况下，就不要产生新的内存空间，实现共用一个空间。

非单实例：

class Mysql:
    def __init__(self):
        self.host = '127.0.0.1'
        self.port = 3306


m = Mysql()
m1 = Mysql()
print(m)  # <__main__.Mysql object at 0x000001517C67F278>
print(m1)  # <__main__.Mysql object at 0x000001517C67F390>

方法一：绑定方法实现单实例

class Mysql:
    __singleins = None

    def __init__(self):
        self.host = '127.0.0.1'
        self.port = 3306

    @classmethod
    def si(cls):
        if not cls.__singleins:
            obj = cls()
            cls.__singleins = obj
        return cls.__singleins


m = Mysql.si()
m1 = Mysql.si()
print(m)        # <__main__.Mysql object at 0x000001F1ECEC5278>
print(m1)       # <__main__.Mysql object at 0x000001F1ECEC5278>

方法二：元类实现单实例

class Mymeta(type):
    def __init__(self, class_name, class_bases, class_dic):
        super(Mymeta, self).__init__(class_name, class_bases, class_dic)
        self.__singleins = None

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        if not self.__singleins:
            obj = object.__new__(self)
            self.__init__(obj, *args, **kwargs)
            self.__singleins = obj
        return self.__singleins


class Mysql(object, metaclass=Mymeta):
    def __init__(self):
        self.host = '127.0.0.1'
        self.port = 3306

m = Mysql()
m1 = Mysql()
print(m)        # <__main__.Mysql object at 0x00000278E56552B0>
print(m1)       # <__main__.Mysql object at 0x00000278E56552B0>

异常处理

什么是异常：异常是错误发生的信号，一旦程序出错，并且程序没有处理这个错误，就会抛出异常，并且程序的运行随之终止

　　强调一：异常发生的条件如果是可预知的，此时应该用 if 判断预防异常

　　强调二：异常发生的条件如果是不可预知的，此时应该使用异常处理机制，try...except

错误分为两种：语法错误、逻辑错误

例子：指定要预防的报错类型

a = 'qwe'
try:
    int(a)
except ImportError:
    print('int 类型报错')

结果：ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'qwe'

注意：当指定的类型和实际报错的类型不一致时，报错不会被预防，而是报出真实的报错信息

a = 'qwe'
try:
    int(a)
except ValueError:
    print('int 类型报错')        # int 类型报错
    
print('拦截报错信息后的输出')     # 拦截报错信息后的输出

当类型一致时，会拦截报错，并执行下面的语句，不会打断程序的运行

例子：异常的多分支

用途：被检测的代码块存在抛出多种异常的可能性，即为每种异常指定单独的处理逻辑

try:
    print('=====>1')
    a = 'qwe'
    int(a)
    print('=====>2')
    l = [1,2,3]
    l[100]
    print('=====>3')
    d = {}
    d['name']
    print('=====>')
except ValueError as e:
    print('----->',e)           # -----> invalid literal for int() with base 10: 'qwe'
except IndexError as e:
    print('----->', e)          # -----> list index out of range
except KeyError as e:
    print('----->', e)          # -----> 'name'

print('被检测代码块的代码')        # 被检测代码块的代码

例子：万能异常处理——Exception

用途：被检测的代码块存在抛出多种异常的可能性，且我们只为其设置一种处理逻辑

try:
    print('=====>1')
    a = 'qwe'
    int(a)
    print('=====>2')
    l = [1,2,3]
    l[100]
    print('=====>3')
    d = {}
    d['name']
    print('=====>')
except Exception as e:
    print('统一的处理方法----->', e)          # -----> invalid literal for int() with base 10: 'qwe'

print('被检测代码块的代码')        # 被检测代码块的代码

例子：else、finally

try:
    print('=====>1')
    a = 'qwe'
    # int(a)
    print('=====>2')
    l = [1,2,3]
    # l[100]
    print('=====>3')
    d = {}
    # d['name']
    print('=====>')
except Exception as e:
    print('----->', e)
else:
    print('被检测代码块没有发生异常时执行')                # 被检测代码块没有发生异常时执行
finally:
    print('不管被检测代码块没有发生异常时执行都执行')       # 无论被检测代码块是否发生异常时都执行

finally 在回收资源时的运用

不论是否发生异常都执行回收操作

try:
    f = open('../test.txt', 'r', encoding='utf-8')
    print(next(f))
    print(next(f))
    print(next(f))
    print(next(f))
    print(next(f))
finally:
    f.close()

 例子：主动触发异常——raise，异常类型（值）

class Foo:
    def __init__(self,name,age):
        if not isinstance(name,str):
            raise TypeError('名称必须要使用 str 类型')
        self.name = name
        self.age = age


f = Foo(123,12)

例子：自定义异常类型

class MyException(Exception):
    def __init__(self, msg):
        super(MyException, self).__init__()
        self.msg = msg

    def __str__(self):
        return self.msg


raise MyException('自定义异常类')  # raise 包含 print(obj)
结果：__main__.MyException: 自定义异常类

例子：断言——assert

info = {}
info['name'] = 'ysg'
# info['age'] = 22

# 这一部分的判断 就叫做断言
# if 'name' not in info:
#     raise KeyError('name 的 key 不存在')
# if 'age' not in info:
#     raise KeyError('age 的 key 不存在')

# 使用 assert
assert ('name' in info) and ('age' in info)     # AssertionError

if info['name'] == 'ysg' and info['age'] > 10:
    print('welcome')