29 异常处理与元类

Posted 2021-02-10 ouyang99-

异常处理

1. 什么是异常处理

异常是错误发生的信号,一旦程序出错就会产生一个异常,如果该异常
没有被应用程序处理,那么该异常就会抛出来,程序的执行也随之终止

异常包含三个部分:

1. traceback异常的追踪信息
2. 异常的类型
3. 异常的信息

错误分为两大类:

1. 语法上的错误:在程序运行前就应该立即修正
2. 逻辑上的错误

2. 为何要异常处理

避免程序因为异常而崩溃,所以在应用程序中应该对异常进行处理,从而增强程序的健壮性

3. 如何异常处理

 

 try:
     f=open(‘a.txt‘,‘w‘)
     print(‘=====1‘)
     print(‘=====2‘)
     print(‘=====3‘)
     d = {‘x‘: 1, ‘y‘: 2}
     d[‘z‘]   #KeyError
     print(‘=====4‘)
     l = [1, 2, 3]
     l[1000]   #IndexError
     print(‘=====5‘)

 except IndexError as e:
     print(‘IndexError:‘, e)
 except KeyError as e:
     print(‘KeyError:‘, e)
 except Exception as e:# 万能异常类型Exception:可以匹配任意类型的异常
     print(‘Exception:‘,e)
 else:
     print(‘else必须放到后面,else的子代码块会在被检测的代码没有异常的情况下执行‘)
 finally:
     print(‘无论被检测的代码有没有异常都会执行‘)
     f.close()

 

 

 主动触发异常

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

     def tell_info(self):
         print(self.__name,self.__age)

     def set_info(self,name,age):
         if not isinstance(name,str):
             raise TypeError(‘名字必须是str类型‘)
         if not isinstance(age,int):
             raise TypeError(‘年龄必须是int类型‘)
         self.__name=name
         self.__age=age

 obj=People(‘egon‘,18)
 print(obj.__dict__)
 obj.tell_info()

 obj.set_info(‘egon‘,123)
 obj.tell_info()

View Code

 

自定义异常类型(了解)

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

     def __str__(self):
         return ‘<%s>‘ %self.msg

 raise MyException(‘我自定义的异常‘)

 

 断言(了解)

print(‘上半部分,生产数据‘)
l=[1,2,3,4]

if len(l) != 5:
     raise TypeError(‘列表的长度必须为5‘)
assert len(l) == 5

print(‘下半部分,处理数据‘)

 

元类介绍

什么是元类:

源自一句话:在python中,一切皆对象,而对象都是由类实例化得到的

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

    def score(self):
        print(‘%s is scoring‘ %self.name)

tea1=OldboyTeacher(‘egon‘,18,‘male‘)
print(type(tea1))
print(type(OldboyTeacher))  

 

 

对象tea1是调用OldboyTeacher类得到的,如果说一切皆对象,那么OldboyTeacher也是一个对象,只要是对象
都是调用一个类实例化得到的,即OldboyTeacher=元类(...),内置的元类是type

关系:

1. 调用元类---->自定义的类
2. 调用自定义的类---->自定义的对象

 

class关键字创建自定义类的底层的工作原理,分为四步

1. 先拿到类名:‘OldboyTeacher‘
2. 再拿到类的基类们:(object,)
3. 然后拿到类的名称空间???(执行类体代码,将产生的名字放到类的名称空间也就是一个字典里,补充exec)
4. 调用元类实例化得到自定义的类: OldboyTeacher=type(‘OldboyTeacher‘,(object,),{...})

 class OldboyTeacher: OldboyTeacher=type(...)
     school = ‘Oldboy‘
     def __init__(self,name,age,sex):
         self.name=name
         self.age=age
         self.sex=sex

     def score(self):
         print(‘%s is scoring‘ %self.name)
 print(OldboyTeacher)

自定义类的三个关键组成部分:

1. 类名
2. 类的基类们
3. 类的名称空间

 不依赖class关键字创建一个自定义类

1. 拿到类名

class_name=‘OldboyTeacher‘

2. 拿到类的基类们:(object,)

class_bases=(object,)

3. 拿到类的名称空间

class_dic={}
class_body="""
school = ‘Oldboy‘

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

def score(self):
    print(‘%s is scoring‘ %self.name)
"""
exec(class_body,{},class_dic)
print(class_dic)

 

 

4. 调用type得到自定义的类

OldboyTeacher=type(class_name,class_bases,class_dic)

print(OldboyTeacher)
print(OldboyTeacher.school)
print(OldboyTeacher.score)

tea1=OldboyTeacher(‘egon‘,18,‘male‘)
print(tea1.__dict__)

 

自定义元类来控制类的产生

模板

 

class Mymeta(type): #但凡继承了type的类才能称之为自定义的元类,否则就是只是一个普通的类
    def __init__(self,class_name,class_bases,class_dic):
        print(self)
        print(class_name)
        print(class_bases)
        print(class_dic)

classOldboyTeacher(object,metaclass=Mymeta):#OldboyTeacher=Mymeta(‘OldboyTeacher‘,(object,),{...})
    school = ‘Oldboy‘

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

    def score(self):
        print(‘%s is scoring‘ %self.name)    

 

控类的产生

1.类名必须用驼峰体
2.类体必须有文档注释,且文档注释不能为空

class Mymeta(type):# 但凡继承了type的类才能称之为自定义的元类,否则就是只是一个普通的类
　　def __init__(self,class_name,class_bases,class_dic):
　　　　if class_name.islower():
　　　　　　raise TypeError(‘类名必须使用驼峰体‘)

　　　　doc=class_dic.get(‘__doc__‘)
　　　　if doc is None or len(doc) == 0 or len(doc.strip(‘
 ‘)) == 0:
　　　　　　raise TypeError(‘类体中必须有文档注释,且文档注释不能为空‘)

class OldboyTeacher(object,metaclass=Mymeta): #OldboyTeacher=Mymeta(‘OldboyTeacher‘,(object,),{...})
　　school = ‘Oldboy‘

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

　　def score(self):
　　　　print(‘%s is scoring‘ %self.name)


print(OldboyTeacher.__dict__)

 

自定义元类来控制类调用的过程

class Mymeta(type): #但凡继承了type的类才能称之为自定义的元类,否则就是只是一个普通的类
　　pass

class OldboyTeacher(object): OldboyTeacher=Mymeta(‘OldboyTeacher‘,(object,),{...})
　　school = ‘Oldboy‘

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

　　def score(self):
　　　　print(‘%s is scoring‘ %self.name)

　　def __call__(self, *args, **kwargs):
　　　　print(self)
　　　　print(args)
　　　　print(kwargs)
tea1=OldboyTeacher(‘egon‘,18,‘male‘)

tea1(1,2,a=1,b=2)# __call__(tea1,(1,2).{‘a‘:1,‘b‘:2})

总结:对象之所以可以调用,是因为对象的类中有一个函数__call__
推导:如果一切皆对象,那么OldboyTeacher也是一个对象,该对象之所可以调用,肯定是这个对象的类中也定义了一个函数__call__

 

class Mymeta(type): #但凡继承了type的类才能称之为自定义的元类,否则就是只是一个普通的类
　　def __call__(self, *args, **kwargs): self=OldboyTeacher这个类,args=(‘egon‘,18,‘male‘),kwargs={}
　　　　#1. 先产生一个空对象
　　　　tea_obj=self.__new__(self) tea_obj是OldboyTeacher这个类的对象
　　　　#2. 执行__init__方法,完成对象的初始属性操作
　　　　self.__init__(tea_obj,*args,**kwargs)
　　　　#3. 返回初始化好的那个对象
　　　　return tea_obj

class OldboyTeacher(object,metaclass=Mymeta): OldboyTeacher=Mymeta(‘OldboyTeacher‘,(object,),{...})
　　school = ‘Oldboy‘

　　def __init__(self,name,age,sex):#tea_obj,‘egon‘,18,‘male‘
　　　　self.name=name
　　　　self.age=age
　　　　self.sex=sex

　　def score(self):
　　　　print(‘%s is scoring‘ %self.name)

tea1=OldboyTeacher(‘egon‘,18,‘male‘) 会触发OldboyTeacher的类(即元类)中的__call__函数
print(tea1)
print(tea1.__dict__)

实例化OldboyTeacher,或者说调用OldboyTeacher会
1. 先产生一个空对象
2. 执行__init__方法,完成对象的初始属性操作
3. 返回初始化好的那个对象
推导:调用OldboyTeacher(...)就是在调用OldboyTeacher的类中的__call__,那么在该__call__中就需要做上述三件事

自定义元类来控制类的调用(即类的实例化过程)

举例：

# 自定义轿车元类CarMeta
# -- 实现元类为CarMeta的类至少有生产日期(production_date)、发动机编号(engine_number)及载客量(capacity)三个基本属性

在__init__里做限制，不用调用类

class AttributeError(BaseException):
　　def __init__(self,msg):
　　　　super().__init__()
　　　　self.msg=msg

　　def __str__(self):
　　　　return self.msg

class CarMeta(type):
　　def __init__(self,class_name,class_bases,class_dic):
　　　　dic=class_dic
　　　　if not (‘pro_date‘ in dic and ‘en_number‘ in dic and ‘capacity‘ in dic):
　　　　　　raise AttributeError(‘必须有生产日期、发动机编号及载客量‘)


class Tesla(metaclass=CarMeta):
　　name=‘123‘
　　pro_date =1
　　en_number = 2

 

 在__call__里做限制，如果你要调用Tesla类来生成对象的话

class AttributeError(BaseException):
　　def __init__(self, msg):
　　　　super().__init__()
　　　　self.msg = msg

　　def __str__(self):
　　　　return self.msg

class CarMeta(type):
　　def __call__(self, *args, **kwargs):
　　　　obj=self.__new__(self)
　　　　self.__init__(obj,*args,**kwargs)
　　　　if not (‘pro_date‘ in obj.__dict__ and ‘en_number‘ in obj.__dict__ and ‘capacity‘ in obj.__dict__):
　　　　　　raise AttributeError(‘必须有生产日期、发动机编号及载客量‘)
　　　　return obj

class Tesla(metaclass=CarMeta):
　　def __init__(self,production_date,engine_number):
　　　　self.pro_date=production_date
　　　　self.en_number=engine_number

alex=Tesla(1,2)

属性查找

class Mymeta(type): #只有继承了type类才能称之为一个元类，否则就是一个普通的自定义类
    n=444

    def __call__(self, *args, **kwargs): #self=<class ‘__main__.OldboyTeacher‘>
        obj=self.__new__(self)
        self.__init__(obj,*args,**kwargs)
        return obj

class Bar(object):
    n=333

class Foo(Bar):
    n=222

class OldboyTeacher(Foo,metaclass=Mymeta):
    n=111

    school=‘oldboy‘

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

    def say(self):
        print(‘%s says welcome to the oldboy to learn Python‘ %self.name)


print(OldboyTeacher.n) #自下而上依次注释各个类中的n=xxx，然后重新运行程序，发现n的查找顺序为OldboyTeacher->Foo->Bar->object->Mymeta->type

查找顺序：
1、先对象层：OldoyTeacher->Foo->Bar->object
2、然后元类层：Mymeta->type