Python自动化【第七篇】：Python基础-面向对象高级语法、异常处理、Scoket开发基础

2021-09-15 19:42:12

本节内容：

1. 面向对象高级语法部分

　　1.1 静态方法、类方法、属性方法

　　1.2 类的特殊方法

　　1.3 反射

2. 异常处理

3. Socket开发基础

1. 面向对象高级语法部分

1.1 静态方法、类方法、属性方法

1）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。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("taidi")

 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。

 <span style="color: #ff0000;">Traceback (most recent call last):

   File "/Users/jieli/PycharmProjects/python基础/自动化day7面向对象高级/静态方法.py", line 9, in <module>

     d.eat()

 TypeError: eat() missing 1 required positional argument: 'self'

 </span>

　　想让上面的代码可以正常工作有两种办法：

调用时主动传递实例本身给eat方法，即d.eat(d)
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

 class Dog(object):

     def __init__(self,name):

         self.name = name

     @staticmethod

     def eat():

          print(" is eating")

 d = Dog("taidi")

 d.eat()

2）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("taidi")

 d.eat()

　　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.

 Traceback (most recent call last):

   File "/Users/jieli/PycharmProjects/python基础/自动化day7面向对象高级/类方法.py", line 16, in <module>

     d.eat()

   File "/Users/jieli/PycharmProjects/python基础/自动化day7面向对象高级/类方法.py", line 11, 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 = "我是类变量"

     def __init__(self, name):

         self.name = name

     @classmethod

     def eat(self):

         print("%s is eating" % self.name)

 d = Dog("taidi")

 d.eat()

 # 执行结果

 我是类变量 is eating

3）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("taidi")

 d.eat()

　　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，不是方法了，想调用已经不需要加()号了，直接d.eat就可以.

d = Dog("taidi")

d.eat

输出

taidi is eating

　　属性方法实例--查询航班

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

     def checking_status(self):
         print("checking flight %s status" % self.flight_name)
         return 1

     @property
     def flight_status(self):
         status = self.checking_status()
         if status == 0:
             print("航班取消。。。")
         elif status == 1:
             print("航班到达")
         elif status == 2:
             print("航班延迟")
         else:
             print("无法确定航班状态")

 f = Flight("CA980")
 f.flight_status

　　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？

f = Flight("CA980")
f.flight_status
f.flight_status =  2

　　输出结果说不能更改这个属性：

 checking flight CA980 status
 flight is arrived...
 Traceback (most recent call last):
   File "/Users/jieli/PycharmProjects/python基础/自动化day7面向对象高级/属性方法.py", line 58, in <module>
     f.flight_status =  2
 AttributeError: can't set attribute

　　通过@proerty.setter装饰器再装饰一下就可以改了，此时需要一个新方法对这个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 1

     @property
     def flight_status(self):
         status = self.checking_status()
         if status == 0:
             print("航班取消。。。")
         elif status == 1:
             print("航班到达")
         elif status == 2:
             print("航班延迟")
         else:
             print("无法确定航班状态")
     @flight_status.setter  # 修改属性方法
     def flight_status(self, status):
         status_dic = {
             0: "取消",
             1: "到达",
             2: "延迟",
         }
         print("\033[31;1m修改航班状态为%s\033[;0m" % status_dic.get(status))
     @flight_status.deleter  #删除
     def flight_status(self):
         print("删除航班状态")

 f = Flight("CA980")
 f.flight_status

 f.flight_status = 2  # 触发@flight_status.setter
 del f.flight_status  # 触发@flight_status.deleter

1.2 类的特殊方法

1）__doc__　　表示类的描述信息

2） __module__ 和 __class__

　　__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　　　　　　　　　　　　

　　调用C类：

3） __init__ 构造方法，通过类创建对象时，自动触发执行。

　　略

4）__del__

　　析构方法，当对象在内存中被释放时，自动触发执行。

5） __call__ 对象后面加括号，触发执行。

 class Foo:
     def __init__(self):
         pass

     def __call__(self, *args, **kwargs):
         print
         '__call__'

 obj = Foo()  # 执行 __init__
 obj()  # 执行 __call__

6） __dict__ 查看类或对象中的所有成员

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。

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

 class Foo(object):
     def __getitem__(self, key):
         print('__getitem__', key)

     def __setitem__(self, key, value):
         print('__setitem__', key, value)

     def __delitem__(self, key):
         print('__delitem__', key)

 obj = Foo()

 result = obj['k1']  # 自动触发执行 __getitem__
 obj['k2'] = 'alex'  # 自动触发执行 __setitem__
 del obj['k1']

9） __new__ \ __metaclass__

 obj = Foo()
 obj["name"] = "Tom"
 #obj["name"]
 print(obj.data)

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

 f = Foo("alex")

　　上述代码中，obj 是通过 Foo 类实例化的对象，其实，不仅 obj 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：obj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。

　　print type(f) # 输出：<class '__main__.Foo'> 表示，obj 对象由Foo类创建
　　print type(Foo) # 输出：<type 'type'>
表示，Foo类对象由 type 类创建

　　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：

　　a) 普通方式

 class Foo(object):
     def func(self):
         print
         'hello Jack'

　　b) 特殊方式

 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

　　加上构造方法：

 def func(self):
     print("hello %s"%self.name)

 def __init__(self,name,age):
     self.name = name
     self.age = age
 Foo = type('Foo',(object,),{'func':func,'__init__':__init__})

 f = Foo("jack",22)
 f.func()

1.3 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：

1） getattr(object, name, default=None)

 def getattr(object, name, default=None):  # known special case of getattr
     """
     getattr(object, name[, default]) -> value

     Get a named attribute from an object; getattr(x, 'y') is equivalent to x.y.
     When a default argument is given, it is returned when the attribute doesn't
     exist; without it, an exception is raised in that case.
     """
     pass

2） hasattr(object,name)

　　判断object中有没有一个name字符串对应的方法或属性

3） setattr(x, y, v)

 def setattr(x, y, v):  # real signature unknown; restored from __doc__
     """
     Sets the named attribute on the given object to the specified value.

     setattr(x, 'y', v) is equivalent to ``x.y = v''

4） delattr(x, y)

 def delattr(x, y):  # real signature unknown; restored from __doc__
     """
     Deletes the named attribute from the given object.

     delattr(x, 'y') is equivalent to ``del x.y''
     """

　　反射代码示例

 class Foo(object):
     def __init__(self):
         self.name = 'Jack'

     def func(self):
         return 'func'

 obj = Foo()

 # #### 检查是否含有成员 ####
 hasattr(obj, 'name')
 hasattr(obj, 'func')

 # #### 获取成员 ####
 getattr(obj, 'name')
 getattr(obj, 'func')

 # #### 设置成员 ####
 setattr(obj, 'age', 18)
 setattr(obj, 'show', lambda num: num + 1)

 # #### 删除成员 ####
 delattr(obj, 'name')
 delattr(obj, 'func')

2. 异常处理

2.1 异常基础

　　在编程过程中为了增加友好性，在程序出现bug时一般不会将错误信息显示给用户，而是现实一个提示的页面，通俗来说就是不让用户看见大黄页！！！

 try:
     pass
 except Exception as e:
     pass

　　需求：将用户输入的两个数字相加

 while True:
     num1 = raw_input('num1:')
     num2 = raw_input('num2:')
     try:
         num1 = int(num1)
         num2 = int(num2)
         result = num1 + num2
     except Exception as e:
         print '出现异常，信息如下：'
         print(e)

2.2 异常种类

　　常用异常：

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

　　 更多异常

 ArithmeticError

 AssertionError

 AttributeError

 BaseException

 BufferError

 BytesWarning

 DeprecationWarning

 EnvironmentError

 EOFError

 Exception

 FloatingPointError

 FutureWarning

 GeneratorExit

 ImportError

 ImportWarning

 IndentationError

 IndexError

 IOError

 KeyboardInterrupt

 KeyError

 LookupError

 MemoryError

 NameError

 NotImplementedError

 OSError

 OverflowError

 PendingDeprecationWarning

 ReferenceError

 RuntimeError

 RuntimeWarning

 StandardError

 StopIteration

 SyntaxError

 SyntaxWarning

 SystemError

 SystemExit

 TabError

 TypeError

 UnboundLocalError

 UnicodeDecodeError

 UnicodeEncodeError

 UnicodeError

 UnicodeTranslateError

 UnicodeWarning

 UserWarning

 ValueError

 Warning

 ZeroDivisionError

　　实例：IndexError

 dic = ["Jack", 'Rose']
 try:
     dic[10]
 except IndexError as e:
     print(e)

　　实例：KeyError

 dic = {'k1':'v1'}
 try:
     dic['k20']
 except KeyError as e:
     print(e)

　　实例：ValueError

 s1 = 'hello'
 try:
     int(s1)
 except ValueError as e:
     print(e)

　　写程序时需要考虑到try代码块中可能出现的任意异常，可以这样写：

 s1 = 'hello'
 try:
     int(s1)
 except IndexError as e:
     print e
 except KeyError as e:
     print e
 except ValueError as e:
     print(e)

　　万能异常在python的异常中，有一个万能异常：Exception，他可以捕获任意异常，即：

s1 = 'hello'
try:
    int(s1)
except Exception as e:
    print(e)

　　对于特殊处理或提醒的异常需要先定义，最后定义Exception来确保程序正常运行。

 s1 = 'hello'
 try:
     int(s1)
 except KeyError as e:
     print('键错误')
 except IndexError as e:
     print('索引错误')
 except Exception as e:
     print('错误’)

2.3 异常其他结构

 try:
     # 主代码块
     pass
 except KeyError as e:
     # 异常时，执行该块
     pass
 else:
     # 主代码块执行完，执行该块
     pass
 finally:
     # 无论异常与否，最终执行该块
     pass

2.4 主动触发异常

try:
    raise Exception('错误了。。。')
except Exception as e:
    print(e)

2.5 自定义异常

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

     def __str__(self):
         return self.message

 try:
     raise MyException('我的异常')
 except MyException as e:
     print(e)

3. Socket开发基础

　　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】

　　socket server 端代码：

 import socket

 ip_port = ('127.0.0.1',9999)

 sk = socket.socket()
 sk.bind(ip_port)
 sk.listen(5)

 while True:
     print('server waiting...')
     conn,addr = sk.accept()

     client_data = conn.recv(1024)
     print(client_data)
     conn.sendall('不要回答')

 conn.close()

　　socket client 端代码：

 import socket
 ip_port = ('127.0.0.1', 9999)

 sk = socket.socket()
 sk.connect(ip_port)

 sk.sendall('请求占领地球')

 server_reply = sk.recv(1024)
 print(server_reply)

 sk.close()

　　web服务应用：

 import socket

 def handle_request(client):
     buf = client.recv(1024)
     client.send("HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\n")
     client.send("Hello, World")

 def main():
     sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
     sock.bind(('localhost', 8080))
     sock.listen(5)

     while True:
         connection, address = sock.accept()
         handle_request(connection)
         connection.close()

 if __name__ == '__main__':
     main()

　　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)　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

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