Python异常、模块与包（五分钟小白从入门）

 了解异常

了解异常的概念

什么是异常

当检测到一个错误时，Python解释器就无法继续执行了，反而出现了一些错误的提示，这就是所谓的“异常”, 也就是我们常说的BUG

bug单词的诞生

早期计算机采用大量继电器工作，马克二型计算机就是这样的。 1945年9月9日，下午三点，马克二型计算机无法正常工作了，技术人员试了很多办法，最后定位到第70号继电器出错。负责人哈珀观察这个出错的继电器，发现一只飞蛾躺在中间，已经被继电器打死。她小心地用摄子将蛾子夹出来，用透明胶布帖到“事件记录本”中，并注明“第一个发现虫子的实例。”自此之后，引发软件失效的缺陷，便被称为Bug。

早期的马克型计算机

bug: 程序错误

异常演示

例如：以`r`方式打开一个不存在的文件。

执行结果：

总结：

1. 什么是异常：
异常就是程序运行的过程中出现了错误
2. bug是什么意思：
bug就是指异常的意思，因为历史因为小虫子导致计算机失灵的案例，所以延续至今，bug就代表软件出现错误。

异常的捕获方法

学习目标：

1.知道为什么要捕获异常

2. 掌握捕获异常的语法格式

为什么要捕获异常

世界上没有完美的程序，任何程序在运行的过程中，都有可能出现：异常，也就是出现bug
导致程序无法完美运行下去。

我们要做的，不是力求程序完美运行。
而是在力所能及的范围内，对可能出现的bug，进行提前准备、提前处理。

这种行为我们称之为：异常处理（捕获异常）

当我们的程序遇到了BUG, 那么接下来有两种情况:
① 整个程序因为一个BUG停止运行
② 对BUG进行提醒, 整个程序继续运行

显然在之前的学习中, 我们所有的程序遇到BUG就会出现①的这种情况, 也就是整个程序直接奔溃.
但是在真实工作中, 我们肯定不能因为一个小的BUG就让整个程序全部奔溃, 也就是我们希望的是达到② 的这种情况
那这里我们就需要使用到捕获异常

捕获异常的作用在于：提前假设某处会出现异常，做好提前准备，当真的出现异常的时候，可以有后续手段。

捕获常规异常

基本语法：

快速入门 需求：

尝试以`r`模式打开文件，如果文件不存在，则以`w`方式打开。

基本语法： 

注意事项

① 如果尝试执行的代码的异常类型和要捕获的异常类型不一致，则无法捕获异常。

② 一般try下方只放一行尝试执行的代码。 

捕获多个异常

当捕获多个异常时，可以把要捕获的异常类型的名字，放到except 后，并使用元组的方式进行书写。

执行结果： 

捕获异常并输出描述信息

基本语法：

执行结果： 

捕获所有异常 

基本语法：

执行结果： 

异常else 

else表示的是如果没有异常要执行的代码。

执行结果： 

异常的finally 

finally表示的是无论是否异常都要执行的代码，例如关闭文件。

总结：

1. 为什么要捕获异常？
在可能发生异常的地方，进行捕获。当异常出现的时候，提供解决方式，而不是任由其导致程序无法运行。
2. 捕获异常的语法？

3. 如何捕获所有异常？
异常的种类多种多样，如果想要不管什么类型的异常都能捕获到，那么使用:
except:
except Exception:
两种方式捕获全部的异常

异常的传递

异常是具有传递性的

当函数func01中发生异常, 并且没有捕获处理这个异常的时候, 异常
会传递到函数func02, 当func02也没有捕获处理这个异常的时候
main函数会捕获这个异常,  这就是异常的传递性.

提示:
当所有函数都没有捕获异常的时候, 程序就会报错

利用异常具有传递性的特点, 当我们想要保证程序不会因为异常崩溃的时候, 就可以在main函数中设置异常捕获, 由于无论在整个程序哪里发生异常, 最终都 会传递到main函数中, 这样就可以确保所有的异常都会被捕获

Python模块

模块的导入

学习目标：

1.了解什么是模块

2.掌握导入Python内置的模块

什么是模块

Python 模块(Module)，是一个 Python 文件，以 .py 结尾.  模块能定义函数，类和变量，模块里也能包含可执行的代码.

模块的作用:  python中有很多各种不同的模块, 每一个模块都可以帮助我
们快速的实现一些功能, 比如实现和时间相关的功能就可以使用time模块
我们可以认为一个模块就是一个工具包, 每一个工具包中都有各种不同的
工具供我们使用进而实现各种不同的功能.

大白话：模块就是一个Python文件，里面有类、函数、变量等，我们可以
拿过来用（导入模块去使用）

模块的导入方式

模块在使用前需要先导入 导入的语法如下:

常用的组合形式如：
import 模块名
from 模块名 import 类、变量、方法等
from 模块名 import *
import 模块名 as 别名
from 模块名 import 功能名 as 别名

import模块名

基本语法：

案例：导入time模块 

from 模块名 import 功能名 

基本语法：

案例：导入time模块中的sleep方法

from 模块名 import *

基本语法：

案例：导入time模块中所有的方法

as定义别名 

基本语法：

案例： 

总结：

1. 什么是模块？
模块就是一个Python代码文件，内含类、函数、变量等，我们可以导入进行使用。
2. 如何导入模块

3. 注意事项：
from可以省略，直接import即可
as别名可以省略
通过”.”来确定层级关系
模块的导入一般写在代码文件的开头位置

自定义模块

学习目标：

1.了解如何自定义模块并使用

2.了解__main__变量的作用

制作自定义模块

Python中已经帮我们实现了很多的模块. 不过有时候我们需要一些个性化的模块, 这里就可以通过自定义模块实现, 也就是自己制作一个模块

案例：新建一个Python文件，命名为my_module1.py，并定义test函数

注意: 
每个Python文件都可以作为一个模块，模块的名字就是文件的名字. 也就是说自定义模块名必须要符合标识符命名规则

测试模块

在实际开发中，当一个开发人员编写完一个模块后，为了让模块能够在项目中达到想要的效果，
这个开发人员会自行在py文件中添加一些测试信息，例如，在my_module1.py文件中添加测试代码test(1,1)

问题: 
此时，无论是当前文件，还是其他已经导入了该模块的文件，在运行的时候都会自动执行`test`函数的调用
解决方案：

注意事项

注意事项：当导入多个模块的时候，且模块内有同名功能. 当调用这个同名功能的时候，调用到的是后面导入的模块的功能

__all__

如果一个模块文件中有`__all__`变量，当使用`from xxx import *`导入时，只能导入这个列表中的元素

总结：

1. 如何自定义模块并导入？
在Python代码文件中正常写代码即可，通过import、from关键字和导入Python内置模块一样导入即可使用。
2. __main__变量的功能是？
if __main__ == “__main__”表示，只有当程序是直接执行的才会进入if内部，如果是被导入的，则if无法进入
3. 注意事项
不同模块，同名的功能，如果都被导入，那么后导入的会覆盖先导入的
__all__变量可以控制import *的时候哪些功能可以被导入

Python包 自定义包

学习目标：

1.了解什么是Python包

2.掌握如何自定义包

基于Python模块，我们可以在编写代码的时候，导入许多外部代码来丰富功能。

但是，如果Python的模块太多了，就可能造成一定的混乱，那么如何管理呢？
通过Python包的功能来管理。

步骤如下:
① 新建包`my_package`
② 新建包内模块：`my_module1` 和 `my_module2`
③ 模块内代码如下

Pycharm中的基本步骤:

[New]      [Python Package]    输入包名    [OK]     新建功能模块(有联系的模块)

注意：新建包后，包内部会自动创建`__init__.py`文件，这个文件控制着包的导入行为

导入包

方式一：

方式二： 注意：必须在`__init__.py`文件中添加`__all__ = []`，控制允许导入的模块列表 

my_module1报红证明不可用

注意:
__all__针对的是 ’ from ... import * ‘ 这种方式
对 ‘ import xxx ’ 这种方式无效

总结：

1. 什么是Python的包？
包就是一个文件夹，里面可以存放许多Python的模块（代码文件），通过包，在逻辑上将一批模块归为一类，方便使用。
2. __init__.py文件的作用？
创建包会默认自动创建的文件，通过这个文件来表示一个文件夹是Python的包，而非普通的文件夹。
3. __all__变量的作用？
同模块中学习到的是一个作用，控制 import * 能够导入的内容

安装第三方包

学习目标：

1.了解什么是第三方包

2.掌握使用pip安装第三方包

什么是第三方包

我们知道，包可以包含一堆的Python模块，而每个模块又内含许多的功能。
所以，我们可以认为：一个包，就是一堆同类型功能的集合体。

在Python程序的生态中，有许多非常多的第三方包（非Python官方），可以极大的帮助我们提高开发效率，如：
科学计算中常用的：numpy包
数据分析中常用的：pandas包
大数据计算中常用的：pyspark、apache-flink包
图形可视化常用的：matplotlib、pyecharts
人工智能常用的：tensorflow
等
这些第三方的包，极大的丰富了Python的生态，提高了开发效率。
但是由于是第三方，所以Python没有内置，所以我们需要安装它们才可以导入使用哦。

安装第三方包 - pip

第三方包的安装非常简单，我们只需要使用Python内置的pip程序即可。

打开我们许久未见的：命令提示符程序，在里面输入：
pip install 包名称
即可通过网络快速安装第三方包

pip的网络优化

由于pip是连接的国外的网站进行包的下载，所以有的时候会速度很慢。

我们可以通过如下命令，让其连接国内的网站进行包的安装：
pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple 包名称

https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple 是清华大学提供的一个网站，可供pip程序下载第三方包

安装第三方包 - PyCharm

PyCharm也提供了安装第三方包的功能：

总结：

1. 什么是第三方包？有什么作用？
第三方包就是非Python官方内置的包，可以安装它们扩展功能，提高开发效率。
2. 如何安装？
在命令提示符内：
pip install 包名称
pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple 包名称
在PyCharm中安装