Python小白学习教程从入门到入坑------第十八课 异常模块与包【上】（语法基础）

一、异常 

在Python中，异常（Exception）是一种用于处理在程序运行时可能发生的错误情况的机制

异常允许程序在检测到错误时不是简单地崩溃，而是能够优雅地处理这些错误，可能包括记录错误信息、清理资源、或者向用户提供有用的反馈

1.1 异常的基本概念

异常类型：Python内置了许多异常类型，如ValueError、TypeError、ZeroDivisionError等，用于表示不同类型的错误情况。此外，你也可以通过继承Exception类或其子类来创建自定义的异常类型

引发异常：使用raise语句可以手动引发一个异常。这可以在检测到某个错误条件时发生，或者仅仅是为了测试异常处理代码

捕获异常：使用try...except结构可以捕获并处理异常。try块包含可能会引发异常的代码，而except块则包含当异常发生时应该执行的代码

传递异常：如果在函数或方法中发生了异常，并且没有在该作用域内被捕获，那么异常会被传递给调用者。这个过程会一直持续到异常被捕获，或者程序因为未处理的异常而终止

异常链：在Python 3中，你可以使用raise ... from ...语法来明确指定一个异常是由另一个异常引发的，从而保留原始的异常信息和追溯信息

1.2 raise引发的异常

在 Python 中，raise 语句用于引发一个指定的异常。当程序执行到 raise 语句时，它会立即终止当前代码块的执行，并将控制权交给异常处理代码（如果有的话）

步骤：

1. 创建一个Exception（‘xxx’）对象，xxx---异常提示信息

2. raise 抛出这个对象（异常对象）

eg：执行了raise语法，代码不会继续往下运行

# raise Exception（”君君抛出了一个异常“）
def funa():raise Exception("君君抛出了一个异常")print("哈哈哈，笑死了")  # 执行了raise语法，代码不会继续往下运行
funa()

1.3 异常的捕获和处理 

eg1：

需求：密码长度不足，就报异常

分析：用户输入密码，判断输入的长度是否大于等于6，如果输入长度不足6位数，就报错，即抛出自定义异常，并捕获该异常

def login():pwd = input("请输入您的密码：")if len(pwd) >= 6:     # len() 求长度return "密码输入成功"raise Exception("长度不足6位，密码输入失败")
# print(login())
try:print(login())
except Exception as e:print(e)
# 捕获异常是为了检测到异常代码时代码还能继续往下运行，即程序不会终止
# 输出结果：
# 请输入您的密码：389
# 长度不足6位，密码输入失败

 eg2：

try:  # 可能会引发异常的代码  x = 1 / 0  # 这将引发ZeroDivisionError  
except ZeroDivisionError:  # 处理ZeroDivisionError异常的代码  print("Cannot divide by zero!")  
except Exception as e:  # 捕获所有其他异常类型  # 处理其他异常的代码  print(f"An unexpected error occurred: {e}")  
else:  # 如果没有异常发生，执行这里的代码  print("Division successful!")  
finally:  # 无论是否发生异常，都会执行这里的代码  print("This block is always executed.")

在此例子中，try块中的代码尝试执行一个除法操作，该操作会引发ZeroDivisionError。由于该异常在except ZeroDivisionError块中被捕获，因此程序会打印一条错误消息而不是崩溃。else块是可选的，当没有异常发生时，其中的代码会被执行。finally块也是可选的，但非常有用，因为它会无条件执行，常用于清理工作

1.4 注意

1、在Python中，raise和try是异常处理机制的两个核心要素。它们协同工作，用于检测和处理在程序执行过程中可能发生的错误情况。

2、raise 语句被用来触发一个异常。当程序执行到某个无法继续或需要特别处理的点时，可以使用 raise 抛出一个异常。这个异常可以是Python内置的（如 ValueError, TypeError 等），也可以是用户自定义的（通过继承 Exception 类或其子类来创建）

3、try 语句用于包裹可能会引发异常的代码块。与之配套的还有 except 子句，用于捕获并处理这些异常。 

二、模块

含义：一个py文件就是一个模块，即导入一个模块本质上就是执行一个 py文件

2.1 模块分类

2.1.1 内置模块

如：math、random、time、os、logging，直接导入即可使用 

eg：导入math模块：提供了许多数学运算函数

import math  # 计算平方根  
print(math.sqrt(16))  # 输出: 4.0  # 获取圆周率π的值  
print(math.pi)  # 输出: 3.141592653589793

2.1.2 第三方模块（第三方库）

在Python中，安装和导入第三方模块通常涉及以下几个步骤：

1、安装第三方模块

使用pip安装：

下载：cmd窗口输入：pip install+模块名

win+r 输入cmd

Python的包管理工具pip是安装第三方模块的最常用方式。pip通常与Python一起安装，但如果你没有它，需要先安装它。

打开命令行或终端，然后输入以下命令来安装一个模块（例如，requests模块）：

pip install requests

2、导入第三方模块

一旦模块安装成功，你就可以在Python脚本或交互式环境中导入并使用它

import requests  # 现在你可以使用requests模块中的功能了  
response = requests.get('https://api.github.com')  
print(response.status_code)

 2.1.3 自定义模块

含义：即自己在项目中定义的模块

注意：命名要遵循标识符规定以及变量的命名规范，并且不要与内置模块起冲突，否则将导致模块功能无法使用

在Python中，安装和导入自定义模块通常涉及以下几个步骤：

1、创建自定义模块：

1. 编写模块代码：
   首先，你需要编写一个Python文件，这个文件将作为你的自定义模块。确保文件名和模块名符合Python的命名规范（通常是小写字母和下划线的组合，避免使用空格和特殊字符）。

   例如，你可以创建一个名为mymodule.py的文件，并在其中编写一些函数或类。

2. 保存模块文件：
   将你的模块文件保存在一个目录中。这个目录可以是你的项目目录，也可以是Python的模块搜索路径之一（如当前工作目录、PYTHONPATH环境变量指定的目录等）。

2、导入自定义模块

1. 确保模块路径正确：
   在导入自定义模块之前，你需要确保Python解释器能够找到它。这通常意味着你的模块文件应该位于当前工作目录、PYTHONPATH环境变量指定的目录之一，或者你已经将其包含在一个Python包中。

2. 导入模块：
   在Python脚本或交互式环境中，使用import语句来导入你的自定义模块

import mymodule  # 现在你可以使用mymodule中定义的函数或类了  
result = mymodule.some_function()  
print(result)

如果模块和脚本位于同一目录中，上述代码通常可以正常工作。如果它们位于不同的目录中，你可能需要调整工作目录或使用相对/绝对导入

2.2 导入模块

在Python中，导入模块是一种组织和重用代码的方式。模块可以是Python标准库中的模块、第三方库中的模块，或者是你自己编写的模块

2.2.1 导入方式一

导入模块：

import 模块名 （注意：可以一个import导入多个模块，但最好是一个模块单独使用一个import）

调用功能：

模块名 . 功能名

eg：自己新建了一个模块pytest，现在要调用pytest中的name变量

# import 模块名
# 调用功能：
# 模块名.功能名
import pytest
# 调用pytest模块中的name变量
print(pytest.name)

2.2.2 导入方式二

语法：from...import...（从模块中导入指定的部分）

from  模块名  import  功能1，功能2...

在Python中，from 模块名 import 功能1, 功能2 是一种导入模块中特定功能（函数、类、变量等）的语法。这种导入方式允许你直接访问模块中的特定功能，而不需要通过模块名作为前缀

eg:假设你有一个名为math_utils.py的模块，它包含以下两个函数：

# math_utils.py  def add(a, b):  return a + b  def subtract(a, b):  return a - b

现在，你想在另一个Python脚本或交互式环境中使用这两个函数。你可以使用以下导入语句： 

from math_utils import add, subtract  # 导入函数只需要函数名，不需要加上()# 现在你可以直接使用add和subtract函数，而不需要通过math_utils.前缀  
result1 = add(5, 3)  
result2 = subtract(5, 3)  print(result1)  # 输出: 8  
print(result2)  # 输出: 2

2.2.3 导入方式三

语法：from  模块名  import  *（把模块中的所有内容全部导入）

注意:  不建议过多使用from...import..,声明，有时候命名冲突会造成一些错误

eg：假设你有一个名为example_module.py的模块，内容如下：

# example_module.py  def foo():  print("Hello from foo!")  def bar():  print("Hello from bar!")  baz = "I am baz"

现在，你在另一个Python脚本或交互式环境中使用from example_module import *语句：

# another_script.py  from example_module import *  # 现在你可以直接使用foo, bar和baz，而不需要通过example_module.前缀  
foo()  # 输出: Hello from foo!  
bar()  # 输出: Hello from bar!  
print(baz)  # 输出: I am baz

在这个例子中，another_script.py脚本从example_module.py模块中导入了所有定义的函数（foo和bar）和变量（baz）

因此，你可以直接在这些函数和变量上调用，而不需要通过模块名作为前缀

2.2.4 as起别名

1. as给模块起别名

语法：import  模块名  as  别名

eg: 

新建了一个模块pytest：

print("这是pytest模块")
# 变量
name = 'junjun'
# 函数
def funa():print("这是pytest模块中的funa()")
def funb():print("这是pytest模块中的funb()")

给模块起别名并调用模块中的函数及变量

import pytest as pt
# 调用模块中的funa变量
pt.funa()  # 输出结果：这是pytest模块中的funa()
# 打印模块中的name变量
print(pt.name)   # 输出结果：junjun

2、as给功能起别名
语法：from  模块名  import  功能  as  别名

eg：

新建了一个模块pytest：

print("这是pytest模块")
# 变量
name = 'junjun'
# 函数
def funa():print("这是pytest模块中的funa()")
def funb():print("这是pytest模块中的funb()")

给模块中的功能起别名并调用

from pytest import funa as a,name, funb as b
a()
print(name)
b()
# 注意：导入多个功能，使用逗号将功能与功能隔开，后面的功能也可以取别名：功能名 as 别名