Python 进阶篇之面向对象基础

定义类并创建实例

在Python中,类通过 class 关键字定义。以 Person 为例,定义一个Person类如下:

class Person(object):
    pass

按照 Python 的编程习惯,类名以大写字母开头,紧接着是(object),表示该类是从哪个类继承下来的。类的继承将在后面的章节讲解,现在我们只需要简单地从object类继承。
有了Person类的定义,就可以创建出具体的xiaoming、xiaohong等实例。创建实例使用 类名+(),类似函数调用的形式创建:

xiaoming = Person()
xiaohong = Person()

创建实例属性

虽然可以通过Person类创建出xiaoming、xiaohong等实例,但是这些实例看上除了地址不同外,没有什么其他不同。
在现实世界中,区分xiaoming、xiaohong要依靠他们各自的名字、性别、生日等属性。
如何让每个实例拥有各自不同的属性?由于Python是动态语言,对每一个实例,都可以直接给他们的属性赋值,
例如,给xiaoming这个实例加上name、genderbirth属性:

xiaoming = Person()
xiaoming.name = 'Xiao Ming'
xiaoming.gender = 'Male'
xiaoming.birth = '1990-1-1'

给xiaohong加上的属性不一定要和xiaoming相同:

xiaohong = Person()
xiaohong.name = 'Xiao Hong'
xiaohong.school = 'No. 1 High School'
xiaohong.grade = 2

实例的属性可以像普通变量一样进行操作:

xiaohong.grade = xiaohong.grade + 1

初始化实例属性

虽然我们可以自由地给一个实例绑定各种属性,但是,现实世界中,一种类型的实例应该拥有相同名字的属性。
例如,Person类应该在创建的时候就拥有 name、genderbirth 属性,怎么办?
在定义 Person 类时,可以为Person类添加一个特殊的__init__()方法,当创建实例时,__init__()方法被自动调用,我们就能在此为每个实例都统一加上以下属性:

class Person(object):
    def __init__(self, name, gender, birth):
        self.name = name
        self.gender = gender
        self.birth = birth

__init__() 方法的第一个参数必须是self(也可以用别的名字,但建议使用习惯用法),后续参数则可以自由指定,和定义函数没有任何区别。
相应地,创建实例时,就必须要提供除 self 以外的参数:

xiaoming = Person('Xiao Ming', 'Male', '1991-1-1')
xiaohong = Person('Xiao Hong', 'Female', '1992-2-2')

有了__init__()方法,每个Person实例在创建时,都会有 name、genderbirth 这3个属性,并且,被赋予不同的属性值,访问属性使用.操作符:

print xiaoming.name
# 输出 'Xiao Ming'
print xiaohong.birth
# 输出 '1992-2-2'

要特别注意的是,初学者定义__init__()方法常常忘记了 self 参数:

>>> class Person(object):
...     def __init__(name, gender, birth):
...         pass
... 
>>> xiaoming = Person('Xiao Ming', 'Male', '1990-1-1')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: __init__() takes exactly 3 arguments (4 given)

这会导致创建失败或运行不正常,因为第一个参数name被Python解释器传入了实例的引用,从而导致整个方法的调用参数位置全部没有对上。

访问限制

我们可以给一个实例绑定很多属性,如果有些属性不希望被外部访问到怎么办?
Python对属性权限的控制是通过属性名来实现的,如果一个属性由双下划线开头(__),该属性就无法被外部访问。看例子:

class Person(object):
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self._title = 'Mr'
        self.__job = 'Student'
p = Person('Bob')
print p.name
# => Bob
print p._title
# => Mr
print p.__job
# => Error
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'Person' object has no attribute '__job'

可见,只有以双下划线开头的"__job"不能直接被外部访问。
但是,如果一个属性以"__xxx__"的形式定义,那它又可以被外部访问了,以"__xxx__"定义的属性在Python的类中被称为特殊属性,
有很多预定义的特殊属性可以使用,通常我们不要把普通属性用"xxx"定义。
以单下划线开头的属性"_xxx"虽然也可以被外部访问,但是,按照习惯,他们不应该被外部访问。

创建类属性

类是模板,而实例则是根据类创建的对象。
绑定在一个实例上的属性不会影响其他实例,但是,类本身也是一个对象,如果在类上绑定一个属性,则所有实例都可以访问类的属性,并且,所有实例访问的类属性都是同一个!
也就是说,实例属性每个实例各自拥有,互相独立,而类属性有且只有一份。
定义类属性可以直接在 class 中定义:

class Person(object):
    address = 'Earth'
    def __init__(self, name):
        self.name = name

因为类属性是直接绑定在类上的,所以,访问类属性不需要创建实例,就可以直接访问:

print Person.address
# => Earth

对一个实例调用类的属性也是可以访问的,所有实例都可以访问到它所属的类的属性:

p1 = Person('Bob')
p2 = Person('Alice')
print p1.address
# => Earth
print p2.address
# => Earth

由于Python是动态语言,类属性也是可以动态添加和修改的:

Person.address = 'China'
print p1.address
# => 'China'
print p2.address
# => 'China'

因为类属性只有一份,所以,当Person类的address改变时,所有实例访问到的类属性都改变了。
类属性和实例属性名字冲突怎么办
修改类属性会导致所有实例访问到的类属性全部都受影响,但是,如果在实例变量上修改类属性会发生什么问题呢?

class Person(object):
    address = 'Earth'
    def __init__(self, name):
        self.name = name

p1 = Person('Bob')
p2 = Person('Alice')

print 'Person.address = ' + Person.address

p1.address = 'China'
print 'p1.address = ' + p1.address

print 'Person.address = ' + Person.address
print 'p2.address = ' + p2.address
结果如下:
Person.address = Earth
p1.address = China
Person.address = Earth
p2.address = Earth

我们发现,在设置了 p1.address = 'China' 后,p1访问 address 确实变成了 'China',但是,Person.addressp2.address仍然是'Earch',怎么回事?
原因是 p1.address = 'China'并没有改变 Personaddress,而是给 p1这个实例绑定了实例属性address ,对p1来说,
它有一个实例属性address(值是'China'),而它所属的类Person也有一个类属性address,所以:
访问 p1.address 时,优先查找实例属性,返回'China'
访问 p2.address 时,p2没有实例属性address,但是有类属性address,因此返回'Earth'
可见,当实例属性和类属性重名时,实例属性优先级高,它将屏蔽掉对类属性的访问。
当我们把 p1address 实例属性删除后,访问 p1.address 就又返回类属性的值 'Earth'了:

del p1.address
print p1.address
# => Earth

可见,千万不要在实例上修改类属性,它实际上并没有修改类属性,而是给实例绑定了一个实例属性。

定义实例方法

一个实例的私有属性就是以__开头的属性,无法被外部访问,那这些属性定义有什么用?
虽然私有属性无法从外部访问,但是,从类的内部是可以访问的。除了可以定义实例的属性外,还可以定义实例的方法。
实例的方法就是在类中定义的函数,它的第一个参数永远是 self,指向调用该方法的实例本身,其他参数和一个普通函数是完全一样的:

class Person(object):

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

    def get_name(self):
        return self.__name

get_name(self) 就是一个实例方法,它的第一个参数是self。__init__(self, name)其实也可看做是一个特殊的实例方法。
调用实例方法必须在实例上调用:

p1 = Person('Bob')
print p1.get_name()  # self不需要显式传入# => Bob

在实例方法内部,可以访问所有实例属性,这样,如果外部需要访问私有属性,可以通过方法调用获得,这种数据封装的形式除了能保护内部数据一致性外,还可以简化外部调用的难度。

方法也是属性

我们在 class 中定义的实例方法其实也是属性,它实际上是一个函数对象:

class Person(object):
    def __init__(self, name, score):
        self.name = name
        self.score = score
    def get_grade(self):
        return 'A'

p1 = Person('Bob', 90)
print p1.get_grade
# => <bound method Person.get_grade of <__main__.Person object at 0x109e58510>>
print p1.get_grade()
# => A

也就是说,p1.get_grade 返回的是一个函数对象,但这个函数是一个绑定到实例的函数,p1.get_grade() 才是方法调用。
因为方法也是一个属性,所以,它也可以动态地添加到实例上,只是需要用 types.MethodType() 把一个函数变为一个方法:

import types
def fn_get_grade(self):
    if self.score >= 80:
        return 'A'
    if self.score >= 60:
        return 'B'
    return 'C'

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

p1 = Person('Bob', 90)
p1.get_grade = types.MethodType(fn_get_grade, p1, Person)
print p1.get_grade()
# => A
p2 = Person('Alice', 65)
print p2.get_grade()
# ERROR: AttributeError: 'Person' object has no attribute 'get_grade'
# 因为p2实例并没有绑定get_grade

给一个实例动态添加方法并不常见,直接在class中定义要更直观。

定义类方法

和属性类似,方法也分实例方法和类方法。
在class中定义的全部是实例方法,实例方法第一个参数 self 是实例本身。
要在class中定义类方法,需要这么写:

class Person(object):
    count = 0
    @classmethod
    def how_many(cls):
        return cls.count
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        Person.count = Person.count + 1

print Person.how_many()
p1 = Person('Bob')
print Person.how_many()

通过标记一个 @classmethod,该方法将绑定到 Person 类上,而非类的实例。类方法的第一个参数将传入类本身,通常将参数名命名为 cls,上面的 cls.count 实际上相当于 Person.count
因为是在类上调用,而非实例上调用,因此类方法无法获得任何实例变量,只能获得类的引用。

类继承

继承一个类
如果已经定义了Person类,需要定义新的Student和Teacher类时,可以直接从Person类继承:

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

定义Student类时,只需要把额外的属性加上,例如score

class Student(Person):
    def __init__(self, name, gender, score):
        super(Student, self).__init__(name, gender)
        self.score = score

一定要用 super(Student, self).__init__(name, gender) 去初始化父类,否则,继承自 PersonStudent 将没有 namegender
函数super(Student, self)将返回当前类继承的父类,即 Person ,然后调用__init__()方法,注意self参数已在super()中传入,在__init__()中将隐式传递,不需要写出(也不能写)。

判断类型

函数isinstance()可以判断一个变量的类型,既可以用在Python内置的数据类型如str、list、dict,也可以用在我们自定义的类,它们本质上都是数据类型。
假设有如下的 Person、StudentTeacher 的定义及继承关系如下:

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

class Student(Person):
    def __init__(self, name, gender, score):
        super(Student, self).__init__(name, gender)
        self.score = score

class Teacher(Person):
    def __init__(self, name, gender, course):
        super(Teacher, self).__init__(name, gender)
        self.course = course

p = Person('Tim', 'Male')
s = Student('Bob', 'Male', 88)
t = Teacher('Alice', 'Female', 'English')

当我们拿到变量 p、s、t 时,可以使用 isinstance 判断类型:

>>> isinstance(p, Person)
True    # p是Person类型
>>> isinstance(p, Student)
False   # p不是Student类型
>>> isinstance(p, Teacher)
False   # p不是Teacher类型

这说明在继承链上,一个父类的实例不能是子类类型,因为子类比父类多了一些属性和方法。
我们再考察 s :

>>> isinstance(s, Person)
True    # s是Person类型
>>> isinstance(s, Student)
True    # s是Student类型
>>> isinstance(s, Teacher)
False   # s不是Teacher类型

s 是Student类型,不是Teacher类型,这很容易理解。但是,s 也是Person类型,因为Student继承自Person,虽然它比Person多了一些属性和方法,但是,把 s 看成Person的实例也是可以的。
这说明在一条继承链上,一个实例可以看成它本身的类型,也可以看成它父类的类型。

多态

类具有继承关系,并且子类类型可以向上转型看做父类类型,如果我们从 Person 派生出 Student和Teacher ,并都写了一个 whoAmI() 方法:

class Person(object):
    def __init__(self, name, gender):
        self.name = name
        self.gender = gender
    def whoAmI(self):
        return 'I am a Person, my name is %s' % self.name

class Student(Person):
    def __init__(self, name, gender, score):
        super(Student, self).__init__(name, gender)
        self.score = score
    def whoAmI(self):
        return 'I am a Student, my name is %s' % self.name

class Teacher(Person):
    def __init__(self, name, gender, course):
        super(Teacher, self).__init__(name, gender)
        self.course = course
    def whoAmI(self):
        return 'I am a Teacher, my name is %s' % self.name

在一个函数中,如果我们接收一个变量 x,则无论该 x 是 Person、Student还是 Teacher,都可以正确打印出结果:

def who_am_i(x):
    print x.whoAmI()

p = Person('Tim', 'Male')
s = Student('Bob', 'Male', 88)
t = Teacher('Alice', 'Female', 'English')

who_am_i(p)
who_am_i(s)
who_am_i(t)
运行结果:
I am a Person, my name is Tim
I am a Student, my name is Bob
I am a Teacher, my name is Alice

这种行为称为多态。也就是说,方法调用将作用在 x 的实际类型上。
s 是Student类型,它实际上拥有自己的 whoAmI()方法以及从 Person继承的 whoAmI方法,但调用 s.whoAmI()总是先查找它自身的定义,如果没有定义,则顺着继承链向上查找,直到在某个父类中找到为止。
由于Python是动态语言,所以,传递给函数 who_am_i(x)的参数 x 不一定是 Person 或 Person 的子类型。任何数据类型的实例都可以,只要它有一个whoAmI()的方法即可:

class Book(object):
    def whoAmI(self):
        return 'I am a book'

这是动态语言和静态语言(例如Java)最大的差别之一。动态语言调用实例方法,不检查类型,只要方法存在,参数正确,就可以调用。

多重继承

除了从一个父类继承外,Python允许从多个父类继承,称为多重继承。
多重继承的继承链就不是一棵树了,它像这样:

class A(object):
    def __init__(self, a):
        print 'init A...'
        self.a = a

class B(A):
    def __init__(self, a):
        super(B, self).__init__(a)
        print 'init B...'

class C(A):
    def __init__(self, a):
        super(C, self).__init__(a)
        print 'init C...'

class D(B, C):
    def __init__(self, a):
        super(D, self).__init__(a)
        print 'init D...'

看下图:

继承

像这样,D 同时继承自 BC,也就是 D 拥有了 A、B、C 的全部功能。多重继承通过 super()调用__init__()方法时,A 虽然被继承了两次,但__init__()只调用一次:

>>> d = D('d')
init A...
init C...
init B...
init D...

多重继承的目的是从两种继承树中分别选择并继承出子类,以便组合功能使用。
举个例子,Python的网络服务器有TCPServer、UDPServer、UnixStreamServer、UnixDatagramServer,而服务器运行模式有 多进程ForkingMixin 和 多线程ThreadingMixin两种。
要创建多进程模式的 TCPServer:

class MyTCPServer(TCPServer, ForkingMixin)
    pass

要创建多线程模式的 UDPServer:

class MyUDPServer(UDPServer, ThreadingMixin):
    pass

如果没有多重继承,要实现上述所有可能的组合需要 4x2=8 个子类。
获取对象信息
拿到一个变量,除了用 isinstance() 判断它是否是某种类型的实例外,还有没有别的方法获取到更多的信息呢?
例如,已有定义:

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

class Student(Person):
    def __init__(self, name, gender, score):
        super(Student, self).__init__(name, gender)
        self.score = score
    def whoAmI(self):
        return 'I am a Student, my name is %s' % self.name
首先可以用 type() 函数获取变量的类型,它返回一个 Type 对象:
>>> type(123)
<type 'int'>
>>> s = Student('Bob', 'Male', 88)
>>> type(s)
<class '__main__.Student'>

其次,可以用 dir() 函数获取变量的所有属性:

>>> dir(123)   # 整数也有很多属性...
['__abs__', '__add__', '__and__', '__class__', '__cmp__', ...]

>>> dir(s)
['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__doc__', '__format__', '__getattribute__', '__hash__', '__init__', '__module__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'gender', 'name', 'score', 'whoAmI']

对于实例变量,dir()返回所有实例属性,包括__class__这类有特殊意义的属性。注意到方法whoAmI也是 s 的一个属性。
如何去掉__xxx__这类的特殊属性,只保留我们自己定义的属性?回顾一下filter()函数的用法。
dir()返回的属性是字符串列表,如果已知一个属性名称,要获取或者设置对象的属性,就需要用 getattr() 和 setattr( )函数了:

>>> getattr(s, 'name')  # 获取name属性
'Bob'

>>> setattr(s, 'name', 'Adam')  # 设置新的name属性

>>> s.name
'Adam'

>>> getattr(s, 'age')  # 获取age属性,但是属性不存在,报错:
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'Student' object has no attribute 'age'

>>> getattr(s, 'age', 20)  # 获取age属性,如果属性不存在,就返回默认值20:

定制类

__str____repr__
如果要把一个类的实例变成 str,就需要实现特殊方法__str__()

class Person(object):
    def __init__(self, name, gender):
        self.name = name
        self.gender = gender
    def __str__(self):
        return '(Person: %s, %s)' % (self.name, self.gender)

现在,在交互式命令行下用 print 试试:

>>> p = Person('Bob', 'male')
>>> print p
(Person: Bob, male)
但是,如果直接敲变量 p:
>>> p
<main.Person object at 0x10c941890>

似乎__str__() 不会被调用。
因为 Python 定义了__str__()__repr__()两种方法,__str__()用于显示给用户,而__repr__()用于显示给开发人员。
有一个偷懒的定义repr的方法:

class Person(object):
    def __init__(self, name, gender):
        self.name = name
        self.gender = gender
    def __str__(self):
        return '(Person: %s, %s)' % (self.name, self.gender)
    __repr__ = __str__          
__cmp__

int、str等内置数据类型排序时,Python的 sorted() 按照默认的比较函数 cmp 排序,但是,如果对一组 Student 类的实例排序时,就必须提供我们自己的特殊方法 __cmp__()

class Student(object):
    def __init__(self, name, score):
        self.name = name
        self.score = score
    def __str__(self):
        return '(%s: %s)' % (self.name, self.score)
    __repr__ = __str__

    def __cmp__(self, s):
        if self.name < s.name:
            return -1
        elif self.name > s.name:
            return 1
        else:
            return 0

上述 Student 类实现了__cmp__()方法,__cmp__用实例自身self和传入的实例 s 进行比较,如果 self 应该排在前面,就返回 -1,如果 s 应该排在前面,就返回1,如果两者相当,返回 0。
Student类实现了按name进行排序:

>>> L = [Student('Tim', 99), Student('Bob', 88), Student('Alice', 77)]
>>> print sorted(L)
[(Alice: 77), (Bob: 88), (Tim: 99)]

注意: 如果list不仅仅包含 Student 类,则 __cmp__ 可能会报错:

L = [Student('Tim', 99), Student('Bob', 88), 100, 'Hello']
print sorted(L)

请思考如何解决。
__len__
如果一个类表现得像一个list,要获取有多少个元素,就得用 len() 函数。
要让 len() 函数工作正常,类必须提供一个特殊方法__len__(),它返回元素的个数。
例如,我们写一个 Students 类,把名字传进去:

class Students(object):
    def __init__(self, *args):
        self.names = args
    def __len__(self):
        return len(self.names)

只要正确实现了__len__()方法,就可以用len()函数返回Students实例的“长度”:

>>> ss = Students('Bob', 'Alice', 'Tim')
>>> print len(ss)
3

数学运算

Python 提供的基本数据类型 int、float 可以做整数和浮点的四则运算以及乘方等运算。
但是,四则运算不局限于int和float,还可以是有理数、矩阵等。
要表示有理数,可以用一个Rational类来表示:

class Rational(object):
    def __init__(self, p, q):
        self.p = p
        self.q = q

p、q 都是整数,表示有理数 p/q
如果要让Rational进行+运算,需要正确实现__add__

class Rational(object):
    def __init__(self, p, q):
        self.p = p
        self.q = q
    def __add__(self, r):
        return Rational(self.p * r.q + self.q * r.p, self.q * r.q)
    def __str__(self):
        return '%s/%s' % (self.p, self.q)
    __repr__ = __str__

现在可以试试有理数加法:

>>> r1 = Rational(1, 3)
>>> r2 = Rational(1, 2)
>>> print r1 + r2
5/6

类型转换

Rational类实现了有理数运算,但是,如果要把结果转为 int 或 float 怎么办?
考察整数和浮点数的转换:

>>> int(12.34)
12
>>> float(12)
12.0

如果要把 Rational 转为 int,应该使用:

r = Rational(12, 5)
n = int(r)

要让int()函数正常工作,只需要实现特殊方法__int__():

class Rational(object):
    def __init__(self, p, q):
        self.p = p
        self.q = q
    def __int__(self):
        return self.p // self.q
结果如下:
>>> print int(Rational(7, 2))
3
>>> print int(Rational(1, 3))
0

同理,要让float()函数正常工作,只需要实现特殊方法__float__()

@property

考察 Student 类:

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

当我们想要修改一个 Student 的 scroe 属性时,可以这么写:

s = Student('Bob', 59)
s.score = 60

但是也可以这么写:

s.score = 1000

显然,直接给属性赋值无法检查分数的有效性。
如果利用两个方法:

class Student(object):
    def __init__(self, name, score):
        self.name = name
        self.__score = score
    def get_score(self):
        return self.__score
    def set_score(self, score):
        if score < 0 or score > 100:
            raise ValueError('invalid score')
        self.__score = score

这样一来,s.set_score(1000) 就会报错。
这种使用 get/set 方法来封装对一个属性的访问在许多面向对象编程的语言中都很常见。
但是写 s.get_score()s.set_score() 没有直接写 s.score 来得直接。
有没有两全其美的方法?----有。
因为Python支持高阶函数,在函数式编程中我们介绍了装饰器函数,可以用装饰器函数把 get/set 方法“装饰”成属性调用:

class Student(object):
    def __init__(self, name, score):
        self.name = name
        self.__score = score
    @property
    def score(self):
        return self.__score
    @score.setter
    def score(self, score):
        if score < 0 or score > 100:
            raise ValueError('invalid score')
        self.__score = score

注意: 第一个score(self)是get方法,用@property装饰,第二个score(self, score)是set方法,用@score.setter装饰,@score.setter是前一个@property装饰后的副产品。
现在,就可以像使用属性一样设置score了:

>>> s = Student('Bob', 59)
>>> s.score = 60
>>> print s.score
60
>>> s.score = 1000
Traceback (most recent call last):
  ...
ValueError: invalid score

说明对 score 赋值实际调用的是 set方法。

slots

由于Python是动态语言,任何实例在运行期都可以动态地添加属性。
如果要限制添加的属性,例如,Student类只允许添加 name、genderscore 这3个属性,就可以利用Python的一个特殊的__slots__来实现。
顾名思义,__slots__是指一个类允许的属性列表:

class Student(object):
    __slots__ = ('name', 'gender', 'score')
    def __init__(self, name, gender, score):
        self.name = name
        self.gender = gender
        self.score = score
现在,对实例进行操作:
>>> s = Student('Bob', 'male', 59)
>>> s.name = 'Tim' # OK
>>> s.score = 99 # OK
>>> s.grade = 'A'
Traceback (most recent call last):
  ...
AttributeError: 'Student' object has no attribute 'grade'

__slots__的目的是限制当前类所能拥有的属性,如果不需要添加任意动态的属性,使用__slots__也能节省内存。

call

在Python中,函数其实是一个对象:

>>> f = abs
>>> f.__name__
'abs'
>>> f(-123)
123

由于 f 可以被调用,所以,f 被称为可调用对象。
所有的函数都是可调用对象。
一个类实例也可以变成一个可调用对象,只需要实现一个特殊方法__call__()
我们把 Person 类变成一个可调用对象:

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

    def __call__(self, friend):
        print 'My name is %s...' % self.name
        print 'My friend is %s...' % friend

现在可以对 Person 实例直接调用:

>>> p = Person('Bob', 'male')
>>> p('Tim')
My name is Bob...
My friend is Tim...

单看 p('Tim') 你无法确定 p 是一个函数还是一个类实例,所以,在Python中,函数也是对象,对象和函数的区别并不显著。

模块

模块让你能够有逻辑地组织你的Python代码段。
把相关的代码分配到一个 模块里能让你的代码更好用,更易懂。
模块也是Python对象,具有随机的名字属性用来绑定或引用。
简单地说,模块就是一个保存了Python代码的文件。模块能定义函数,类和变量。模块里也能包含可执行的代码。

例子
一个叫做aname的模块里的Python代码一般都能在一个叫aname.py的文件中找到。下例是个简单的模块support.py。

def print_func( par ):
   print "Hello : ", par
   return

import 语句

想使用Python源文件,只需在另一个源文件里执行import语句,语法如下:

import module1[, module2[,... moduleN]

当解释器遇到import语句,如果模块在当前的搜索路径就会被导入。
搜索路径是一个解释器会先进行搜索的所有目录的列表。如想要导入模块hello.py,需要把命令放在脚本的顶端:

#coding=utf-8#!/usr/bin/python
# 导入模块import support
# 现在可以调用模块里包含的函数了
support.print_func("Zara")
以上实例输出结果:

Hello : Zara

一个模块只会被导入一次,不管你执行了多少次import。这样可以防止导入模块被一遍又一遍地执行。

From…import 语句

Python的from语句让你从模块中导入一个指定的部分到当前命名空间中。语法如下:

from modname import name1[, name2[, ... nameN]]

例如,要导入模块fibfibonacci函数,使用如下语句:

from fib import fibonacci

这个声明不会把整个fib模块导入到当前的命名空间中,它只会将fib里的fibonacci单个引入到执行这个声明的模块的全局符号表。

From…import* 语句

把一个模块的所有内容全都导入到当前的命名空间也是可行的,只需使用如下声明:

from modname import *

这提供了一个简单的方法来导入一个模块中的所有项目。然而这种声明不该被过多地使用。

定位模块

当你导入一个模块,Python解析器对模块位置的搜索顺序是:

  • 当前目录
  • 如果不在当前目录,Python则搜索在shell变量PYTHONPATH下的每个目录。
  • 如果都找不到,Python会察看默认路径。UNIX下,默认路径一般为/usr/local/lib/python/
    模块搜索路径存储在system模块的sys.path变量中。变量里包含当前目录,PYTHONPATH和由安装过程决定的默认目录。

PYTHONPATH变量

作为环境变量,PYTHONPATH由装在一个列表里的许多目录组成。PYTHONPATH的语法和shell变量PATH的一样。
在Windows系统,典型的PYTHONPATH如下:

set PYTHONPATH=c:\python20\lib;

在UNIX系统,典型的PYTHONPATH如下:

set PYTHONPATH=/usr/local/lib/python

命名空间和作用域

变量是拥有匹配对象的名字(标识符)。命名空间是一个包含了变量名称们(键)和它们各自相应的对象们(值)的字典。
一个Python表达式可以访问局部命名空间和全局命名空间里的变量。如果一个局部变量和一个全局变量重名,则局部变量会覆盖全局变量。
每个函数都有自己的命名空间。类的方法的作用域规则和通常函数的一样。
Python会智能地猜测一个变量是局部的还是全局的,它假设任何在函数内赋值的变量都是局部的。
因此,如果要给全局变量在一个函数里赋值,必须使用global语句。
global VarName的表达式会告诉Python,VarName是一个全局变量,这样Python就不会在局部命名空间里寻找这个变量了。
例如,我们在全局命名空间里定义一个变量money。我们再在函数内给变量money赋值,然后Python会假定money是一个局部变量。然而,我们并没有在访问前声明一个局部变量money,结果就是会出现一个UnboundLocalError的错误。取消global语句的注释就能解决这个问题。

#coding=utf-8#!/usr/bin/python
 
Money = 2000
def AddMoney():
   # 想改正代码就取消以下注释:
   # global Money
   Money = Money + 1
 
print MoneyAddMoney()
print Money

dir()函数

dir()函数一个排好序的字符串列表,内容是一个模块里定义过的名字。
返回的列表容纳了在一个模块里定义的所有模块,变量和函数。如下一个简单的实例:

#coding=utf-8#!/usr/bin/python
# 导入内置math模块import math 
content = dir(math)
print content;
以上实例输出结果:
['__doc__', '__file__', '__name__', 'acos', 'asin', 'atan', 
'atan2', 'ceil', 'cos', 'cosh', 'degrees', 'e', 'exp', 
'fabs', 'floor', 'fmod', 'frexp', 'hypot', 'ldexp', 'log','log10', 'modf', 'pi', 'pow', 'radians', 'sin', 'sinh', 
'sqrt', 'tan', 'tanh']

在这里,特殊字符串变量__name__指向模块的名字,__file__指向该模块的导入文件名。

globals()和locals()函数

根据调用地方的不同,globals()locals()函数可被用来返回全局和局部命名空间里的名字。
如果在函数内部调用locals(),返回的是所有能在该函数里访问的命名。
如果在函数内部调用globals(),返回的是所有在该函数里能访问的全局名字。
两个函数的返回类型都是字典。所以名字们能用keys()函数摘取。

reload()函数

当一个模块被导入到一个脚本,模块顶层部分的代码只会被执行一次。
因此,如果你想重新执行模块里顶层部分的代码,可以用reload()函数。该函数会重新导入之前导入过的模块。语法如下:

reload(module_name)

在这里,module_name要直接放模块的名字,而不是一个字符串形式。比如想重载hello模块,如下:

reload(hello)

Python中的包

包是一个分层次的文件目录结构,它定义了一个由模块及子包,和子包下的子包等组成的Python的应用环境。
考虑一个在Phone目录下的pots.py文件。这个文件有如下源代码:

#coding=utf-8#!/usr/bin/python
 
def Pots():
   print "I'm Pots Phone"

同样地,我们有另外两个保存了不同函数的文件:

  • Phone/Isdn.py 含有函数Isdn()
  • Phone/G3.py 含有函数G3()
    现在,在Phone目录下创建file __init__.py
  • Phone/init.py

当你导入Phone时,为了能够使用所有函数,你需要在__init__.py里使用显式的导入语句,如下:

from Pots import Potsfrom Isdn import Isdnfrom G3 import G3

当你把这些代码添加到init.py之后,导入Phone包的时候这些类就全都是可用的了。

#coding=utf-8#!/usr/bin/python
# Now import your Phone Package.import Phone
 
Phone.Pots()Phone.Isdn()Phone.G3()

以上实例输出结果:

I'm Pots Phone
I'm 3G Phone
I'm ISDN Phone

如上,为了举例,我们只在每个文件里放置了一个函数,但其实你可以放置许多函数。你也可以在这些文件里定义Python的类,然后为这些类建一个包。

Python 文件I/O

本章只讲述所有基本的的I/O函数,更多函数请参考Python标准文档。

打印到屏幕

最简单的输出方法是用print语句,你可以给它传递零个或多个用逗号隔开的表达式。此函数把你传递的表达式转换成一个字符串表达式,并将结果写到标准输出如下:

#!/usr/bin/python
print "Python is really a great language,", "isn't it?";

你的标准屏幕上会产生以下结果:

Python is really a great language, isn't it?

读取键盘输入

Python提供了两个内置函数从标准输入读入一行文本,默认的标准输入是键盘。如下:

  • raw_input
  • input

raw_input函数

raw_input([prompt]) 函数从标准输入读取一个行,并返回一个字符串(去掉结尾的换行符):

#!/usr/bin/python
str = raw_input("Enter your input: ");
print "Received input is : ", str

这将提示你输入任意字符串,然后在屏幕上显示相同的字符串。当我输入"Hello Python!",它的输出如下:

Enter your input: Hello PythonReceived 
input is :  Hello Python

input函数

input([prompt]) 函数和raw_input([prompt]) 函数基本可以互换,但是input会假设你的输入是一个有效的Python表达式,并返回运算结果。

#!/usr/bin/python
str = input("Enter your input: ");
print "Received input is : ", str

这会产生如下的对应着输入的结果:

Enter your input: [x*5 for x in range(2,10,2)]Recieved 
input is :  [10, 20, 30, 40]

打开和关闭文件

到现在为止,您已经可以向标准输入和输进行读写。现在,来看看怎么读写实际的数据文件。
Python提供了必要的函数和方法进行默认情况下的文件基本操作。你可以用file对象做大部分的文件操作。

open函数

你必须先用Python内置的open()函数打开一个文件,创建一个file对象,相关的辅助方法才可以调用它进行读写。
语法:

file object = open(file_name [, access_mode][, buffering])

各个参数的细节如下:

  • file_name:file_name变量是一个包含了你要访问的文件名称的字符串值。
  • access_mode:access_mode决定了打开文件的模式:只读,写入,追加等。所有可取值见如下的完全列表。这个参数是非强制的,默认文件访问模式为只读(r)。
  • buffering:如果buffering的值被设为0,就不会有寄存。如果buffering的值取1,访问文件时会寄存行。如果将buffering的值设为大于1的整数,表明了这就是的寄存区的缓冲大小。如果取负值,寄存区的缓冲大小则为系统默认。
    不同模式打开文件的完全列表:

模式 描述

  • r 以只读方式打开文件。文件的指针将会放在文件的开头。这是默认模式。
  • rb 以二进制格式打开一个文件用于只读。文件指针将会放在文件的开头。这是默认模式。
  • r+ 打开一个文件用于读写。文件指针将会放在文件的开头。
  • rb+ 以二进制格式打开一个文件用于读写。文件指针将会放在文件的开头。
  • w 打开一个文件只用于写入。如果该文件已存在则将其覆盖。如果该文件不存在,创建新文件。
  • wb 以二进制格式打开一个文件只用于写入。如果该文件已存在则将其覆盖。如果该文件不存在,创建新文件。
  • w+ 打开一个文件用于读写。如果该文件已存在则将其覆盖。如果该文件不存在,创建新文件。
  • wb+ 以二进制格式打开一个文件用于读写。如果该文件已存在则将其覆盖。如果该文件不存在,创建新文件。
  • a 打开一个文件用于追加。如果该文件已存在,文件指针将会放在文件的结尾。也就是说,新的内容将会被写入到已有内容之后。如果该文件不存在,创建新文件进行写入。
  • ab 以二进制格式打开一个文件用于追加。如果该文件已存在,文件指针将会放在文件的结尾。也就是说,新的内容将会被写入到已有内容之后。如果该文件不存在,创建新文件进行写入。
  • a+ 打开一个文件用于读写。如果该文件已存在,文件指针将会放在文件的结尾。文件打开时会是追加模式。如果该文件不存在,创建新文件用于读写。
  • ab+ 以二进制格式打开一个文件用于追加。如果该文件已存在,文件指针将会放在文件的结尾。如果该文件不存在,创建新文件用于读写。

File对象的属性
一个文件被打开后,你有一个file对象,你可以得到有关该文件的各种信息。
以下是和file对象相关的所有属性的列表:

属性 描述

  • file.closed 返回true如果文件已被关闭,否则返回false。
  • file.mode 返回被打开文件的访问模式。
  • file.name 返回文件的名称。
  • file.softspace 如果用print输出后,必须跟一个空格符,则返回false。否则返回true。
    如下实例:
#coding=utf-8#!/usr/bin/python
# 打开一个文件
fo = open("foo.txt", "wb")print "Name of the file: ", fo.name
print "Closed or not : ", fo.closed
print "Opening mode : ", fo.mode
print "Softspace flag : ", fo.softspace

以上实例输出结果:

Name of the file:  foo.txt
Closed or not :  FalseOpening mode :  wb
Softspace flag :  0

Close()方法

File对象的close()方法刷新缓冲区里任何还没写入的信息,并关闭该文件,这之后便不能再进行写入。
当一个文件对象的引用被重新指定给另一个文件时,Python会关闭之前的文件。用close()方法关闭文件是一个很好的习惯。
语法:

fileObject.close();

例子:

#coding=utf-8#!/usr/bin/python
 
# 打开一个文件
fo = open("foo.txt", "wb")print "Name of the file: ", fo.name
# 关闭打开的文件
fo.close()

以上实例输出结果:

Name of the file:  foo.txt

读写文件:
file对象提供了一系列方法,能让我们的文件访问更轻松。来看看如何使用read()和write()方法来读取和写入文件。

Write()方法

Write()方法可将任何字符串写入一个打开的文件。需要重点注意的是,Python字符串可以是二进制数据,而不是仅仅是文字。
Write()方法不在字符串的结尾不添加换行符('\n'):
语法:

fileObject.write(string);

在这里,被传递的参数是要写入到已打开文件的内容。
例子:

#coding=utf-8#!/usr/bin/python
# 打开一个文件
fo = open("/tmp/foo.txt", "wb")
fo.write( "Python is a great language.\nYeah its great!!\n");
 
# 关闭打开的文件
fo.close()

上述方法会创建foo.txt文件,并将收到的内容写入该文件,并最终关闭文件。如果你打开这个文件,将看到以下内容:

Python is a great language.Yeah its great!!

read()方法

read()方法从一个打开的文件中读取一个字符串。需要重点注意的是,Python字符串可以是二进制数据,而不是仅仅是文字。
语法:

fileObject.read([count]);

在这里,被传递的参数是要从已打开文件中读取的字节计数。该方法从文件的开头开始读入,如果没有传入count,它会尝试尽可能多地读取更多的内容,很可能是直到文件的末尾。
例子:
就用我们上面创建的文件foo.txt。

#coding=utf-8#!/usr/bin/python
 
# 打开一个文件
fo = open("/tmp/foo.txt", "r+")
str = fo.read(10);print "Read String is : ", str
# 关闭打开的文件
fo.close()
以上实例输出结果:
Read String is :  Python is

文件位置:

Tell()方法告诉你文件内的当前位置;换句话说,下一次的读写会发生在文件开头这么多字节之后:
seek(offset [,from])方法改变当前文件的位置。Offset变量表示要移动的字节数。From变量指定开始移动字节的参考位置。
如果from被设为0,这意味着将文件的开头作为移动字节的参考位置。如果设为1,则使用当前的位置作为参考位置。如果它被设为2,那么该文件的末尾将作为参考位置。
例子:
就用我们上面创建的文件foo.txt。

#coding=utf-8#!/usr/bin/python
 
# 打开一个文件
fo = open("/tmp/foo.txt", "r+")
str = fo.read(10)
print "Read String is : ", str
 
# 查找当前位置
position = fo.tell();print "Current file position : ", position
 
# 把指针再次重新定位到文件开头
position = fo.seek(0, 0);
str = fo.read(10);print "Again read String is : ", str
# 关闭打开的文件
fo.close()
以上实例输出结果:

Read String is :  Python isCurrent file position :  10Again read String is :  Python is

重命名和删除文件

Python的os模块提供了帮你执行文件处理操作的方法,比如重命名和删除文件。
要使用这个模块,你必须先导入它,然后可以调用相关的各种功能。

rename()方法:

rename()方法需要两个参数,当前的文件名和新文件名。
语法:

os.rename(current_file_name, new_file_name)

例子:
下例将重命名一个已经存在的文件test1.txt。

#coding=utf-8#!/usr/bin/pythonimport os
 
# 重命名文件test1.txt到test2.txt。
os.rename( "test1.txt", "test2.txt" )

remove()方法

你可以用remove()方法删除文件,需要提供要删除的文件名作为参数。
语法:

os.remove(file_name)

例子:
下例将删除一个已经存在的文件test2.txt。

#coding=utf-8#!/usr/bin/pythonimport os
 
# 删除一个已经存在的文件test2.txt
os.remove("text2.txt")

Python里的目录:
所有文件都包含在各个不同的目录下,不过Python也能轻松处理。os模块有许多方法能帮你创建,删除和更改目录。

mkdir()方法

可以使用os模块的mkdir()方法在当前目录下创建新的目录们。你需要提供一个包含了要创建的目录名称的参数。
语法:

os.mkdir("newdir")

例子:
下例将在当前目录下创建一个新目录test。

#coding=utf-8#!/usr/bin/pythonimport os
 
# 创建目录test
os.mkdir("test")

chdir()方法

可以用chdir()方法来改变当前的目录。chdir()方法需要的一个参数是你想设成当前目录的目录名称。
语法:

os.chdir("newdir")

例子:
下例将进入"/home/newdir"目录。

#coding=utf-8#!/usr/bin/pythonimport os
 
# 将当前目录改为"/home/newdir"
os.chdir("/home/newdir")

getcwd()方法:

getcwd()方法显示当前的工作目录。
语法:

os.getcwd()

例子:
下例给出当前目录:

#coding=utf-8#!/usr/bin/pythonimport os
 
# 给出当前的目录
os.getcwd()

rmdir()方法

rmdir()方法删除目录,目录名称以参数传递。
在删除这个目录之前,它的所有内容应该先被清除。
语法:

os.rmdir('dirname')

例子:
以下是删除" /tmp/test"目录的例子。目录的完全合规的名称必须被给出,否则会在当前目录下搜索该目录。

#coding=utf-8#!/usr/bin/pythonimport os
 
# 删除”/tmp/test”目录
os.rmdir( "/tmp/test"  )

文件、目录相关的方法

三个重要的方法来源能对Windows和Unix操作系统上的文件及目录进行一个广泛且实用的处理及操控,如下:

  • File 对象方法: file对象提供了操作文件的一系列方法。
  • OS 对象方法: 提供了处理文件及目录的一系列方法。

Python 异常处理

python提供了两个非常重要的功能来处理python程序在运行中出现的异常和错误。你可以使用该功能来调试python程序。

  • 异常处理: 本站Python教程会具体介绍。
  • 断言(Assertions):本站Python教程会具体介绍。

python标准异常

异常名称 描述

  • BaseException 所有异常的基类
  • SystemExit 解释器请求退出
  • KeyboardInterrupt 用户中断执行(通常是输入^C)
  • Exception 常规错误的基类
  • StopIteration 迭代器没有更多的值
  • GeneratorExit 生成器(generator)发生异常来通知退出
  • StandardError 所有的内建标准异常的基类
  • ArithmeticError 所有数值计算错误的基类
  • FloatingPointError 浮点计算错误
  • OverflowError 数值运算超出最大限制
  • ZeroDivisionError 除(或取模)零 (所有数据类型)
  • AssertionError 断言语句失败
  • AttributeError 对象没有这个属性
  • EOFError 没有内建输入,到达EOF 标记
  • EnvironmentError 操作系统错误的基类
  • IOError 输入/输出操作失败
  • OSError 操作系统错误
  • WindowsError 系统调用失败
  • ImportError 导入模块/对象失败
  • LookupError 无效数据查询的基类
  • IndexError 序列中没有此索引(index)
  • KeyError 映射中没有这个键
  • MemoryError 内存溢出错误(对于Python 解释器不是致命的)
  • NameError 未声明/初始化对象 (没有属性)
  • UnboundLocalError 访问未初始化的本地变量
  • ReferenceError 弱引用(Weak reference)试图访问已经垃圾回收了的对象
  • RuntimeError 一般的运行时错误
  • NotImplementedError 尚未实现的方法
  • SyntaxError Python 语法错误
  • IndentationError 缩进错误
  • TabError Tab 和空格混用
  • SystemError 一般的解释器系统错误
  • TypeError 对类型无效的操作
  • ValueError 传入无效的参数
  • UnicodeError Unicode 相关的错误
  • UnicodeDecodeError Unicode 解码时的错误
  • UnicodeEncodeError Unicode 编码时错误
  • UnicodeTranslateError Unicode 转换时错误
  • Warning 警告的基类
  • DeprecationWarning 关于被弃用的特征的警告
  • FutureWarning 关于构造将来语义会有改变的警告
  • OverflowWarning 旧的关于自动提升为长整型(long)的警告
  • PendingDeprecationWarning 关于特性将会被废弃的警告
  • RuntimeWarning 可疑的运行时行为(runtime behavior)的警告
  • SyntaxWarning 可疑的语法的警告
  • UserWarning 用户代码生成的警告

什么是异常?
异常即是一个事件,该事件会在程序执行过程中发生,影响了程序的正常执行。
一般情况下,在Python无法正常处理程序时就会发生一个异常。
异常是Python对象,表示一个错误。
当Python脚本发生异常时我们需要捕获处理它,否则程序会终止执行。

异常处理

捕捉异常可以使用try/except语句。
try/except语句用来检测try语句块中的错误,从而让except语句捕获异常信息并处理。
如果你不想在异常发生时结束你的程序,只需在try里捕获它。
语法:
以下为简单的

try....
except...
else

的语法:

try:<语句>   
#运行别的代码
except <名字>:
<语句>        
#如果在try部份引发了'name'异常
except <名字>,<数据>:<语句>        
#如果引发了'name'异常,获得附加的数据
else:<语句>        
#如果没有异常发生

try的工作原理是,当开始一个try语句后,python就在当前程序的上下文中作标记,这样当异常出现时就可以回到这里,try子句先执行,接下来会发生什么依赖于执行时是否出现异常。

  • 如果当try后的语句执行时发生异常,python就跳回到try并执行第一个匹配该异常的except子句,异常处理完毕,控制流就通过整个try语句(除非在处理异常时又引发新的异常)。
  • 如果在try后的语句里发生了异常,却没有匹配的except子句,异常将被递交到上层的try,或者到程序的最上层(这样将结束程序,并打印缺省的出错信息)。
  • 如果在try子句执行时没有发生异常,python将执行else语句后的语句(如果有else的话),然后控制流通过整个try语句。
    实例

下面是简单的例子,它打开一个文件,在该文件中的内容写入内容,且并未发生异常:

#!/usr/bin/python

try:
   fh = open("testfile", "w")
   fh.write("This is my test file for exception handling!!")
except IOError:
   print "Error: can\'t find file or read data"else:
   print "Written content in the file successfully"
   fh.close()
以上程序输出结果:

 Written content in the file successfully

实例
下面是简单的例子,它打开一个文件,在该文件中的内容写入内容,但文件没有写入权限,发生了异常:

#!/usr/bin/python

try:
   fh = open("testfile", "w")
   fh.write("This is my test file for exception handling!!")
except IOError:
   print "Error: can\'t find file or read data"else:
   print "Written content in the file successfully"
以上程序输出结果:

Error: can't find file or read data

使用except而不带任何异常类型
你可以不带任何异常类型使用except,如下实例:

try:
   You do your operations here;
   ......................
except:
   If there is any exception, then execute this block.
   ......................
else:
   If there is no exception then execute this block. 

以上方式try-except语句捕获所有发生的异常。但这不是一个很好的方式,我们不能通过该程序识别出具体的异常信息。因为它捕获所有的异常。

使用except而带多种异常类型
你也可以使用相同的except语句来处理多个异常信息,如下所示:

try:
   You do your operations here;
   ......................
except(Exception1[, Exception2[,...ExceptionN]]]):
   If there is any exception from the given exception list, 
   then execute this block.
   ......................
else:
   If there is no exception then execute this block.  

try-finally 语句

try-finally 语句无论是否发生异常都将执行最后的代码。  
try:<语句>finally:<语句>    
#退出try时总会执行raise

注意:你可以使用except语句或者finally语句,但是两者不能同时使用。else语句也不能与finally语句同时使用
实例

#!/usr/bin/python

try:
   fh = open("testfile", "w")
   fh.write("This is my test file for exception handling!!")
finally:
   print "Error: can\'t find file or read data"

如果打开的文件没有可写权限,输出如下所示:

Error: can't find file or read data

同样的例子也可以写成如下方式:

#!/usr/bin/python

try:
    fh = open("testfile", "w")
    try:
        fh.write("This is my test file for exception handling!!")
    finally:
        print "Going to close the file"
        fh.close()
    except IOError:
    print "Error: can\'t find file or read data"

当在try块中抛出一个异常,立即执行finally块代码。
finally块中的所有语句执行后,异常被再次提出,并执行except块代码。
参数的内容不同于异常。

异常的参数

一个异常可以带上参数,可作为输出的异常信息参数。
你可以通过except语句来捕获异常的参数,如下所示:

try:
   You do your operations here;
   ......................
except ExceptionType, Argument:
   You can print value of Argument here...

变量接收的异常值通常包含在异常的语句中。在元组的表单中变量可以接收一个或者多个值。
元组通常包含错误字符串,错误数字,错误位置。
实例
以下为单个异常的实例:

#!/usr/bin/python

# Define a function here.def temp_convert(var):
   try:
      return int(var)
   except ValueError, Argument:
      print "The argument does not contain numbers\n", Argument

# Call above function here.
temp_convert("xyz");

以上程序执行结果如下:

The argument does not contain numbers
invalid literal for int() with base 10: 'xyz'

触发异常

我们可以使用raise语句自己触发异常
raise语法格式如下:

raise [Exception [, args [, traceback]]]

语句中Exception是异常的类型(例如,NameError)参数是一个异常参数值。该参数是可选的,如果不提供,异常的参数是"None"。
最后一个参数是可选的(在实践中很少使用),如果存在,是跟踪异常对象。
实例
一个异常可以是一个字符串,类或对象。 Python的内核提供的异常,大多数都是实例化的类,这是一个类的实例的参数。
定义一个异常非常简单,如下所示:

def functionName( level ):
   if level < 1:
      raise "Invalid level!", level
      # The code below to this would not be executed
      # if we raise the exception

注意:为了能够捕获异常,"except"语句必须有用相同的异常来抛出类对象或者字符串。

例如我们捕获以上异常,"except"语句如下所示:

try:
   Business Logic here...
except "Invalid level!":
   Exception handling here...else:
   Rest of the code here...

用户自定义异常

通过创建一个新的异常类,程序可以命名它们自己的异常。异常应该是典型的继承自Exception类,通过直接或间接的方式。
以下为与RuntimeError相关的实例,实例中创建了一个类,基类为RuntimeError,用于在异常触发时输出更多的信息。
在try语句块中,用户自定义的异常后执行except块语句,变量 e 是用于创建Networkerror类的实例。

class Networkerror(RuntimeError):
   def __init__(self, arg):
      self.args = arg

在你定义以上类后,你可以触发该异常,如下所示:

try:
   raise Networkerror("Bad hostname")
except Networkerror,e:
   print e.args

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