Python 研究(Dive Into Python)

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进一步阅读

• Python Tutorial 讨论了 私有变量 的内部工作方式。

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5.10. 小结
实打实的对象把戏到此为止。 你将在 第 12 章 中看到一个真实世界应用程序的专有类方法, 它使用 getattr 创建一个到远程 Web 服务的代理。

下一章将继续使用本章的例程探索其他 Python 的概念, 例如：异常, 文件对象 和 for 循环。

在研究下一章之前，确保你可以无困难地完成下面的事情：

使用 import module 或 from module import导入模块
定义 和 实例化 类
定义 __init__ 方法 和其他 专用类方法, 并理解它们何时会调用
子类化 UserDict 来定义作为象字典的类
定义 数据属性 和 类属性, 并理解它们之间的不同
定义 私有属性和方法

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6.1. 异常处理
6.1.1. 为其他用途使用异常
与许多面向对象语言一样，Python 具有异常处理，通过使用 try...except 块来实现。


Python 使用 try...except 来处理异常，使用 raise 来引发异常。 Java 和 C++ 使用 try...catch 来处理异常，使用 throw 来引发异常。

异常在 Python 中无处不在；实际上在标准 Python 库中的每个模块都使用了它们，并且 Python 自已会在许多不同的情况下引发它们。在整本书中你已经再三看到它们了。

使用不存在的字典关键字 将引发 KeyError 异常。
搜索列表中不存在的值 将引发 ValueError 异常。
调用不存在的方法 将引发 AttributeError 异常。
引用不存在的变量 将引发 NameError 异常。
未强制转换就混用数据类型 将引发 TypeError 异常。
在这些情况下，我们都在简单使用 Python IDE：一个错误发生了，异常被打印出来 （根据你的 IDE，有意地以一种刺眼的红色形式表示），这便是。这叫做 未处理 异常；当异常被引发时，没有代码来明确地关注和处理它，所以异常被传给置在 Python 中的缺省的处理，它会输出一些调试信息并且终止运行。在 IDE 中，这不是什么大事，但是如果发生在你真正的 Python 程序运行的时候，整个程序将会终止。

然而，一个异常不一定会引起程序的完全崩溃。当异常引发时，可以被 处理 掉。有时候一个异常实际是因为代码中的 bug （比如使用一个不存在的变量），但是许多时候，一个异常是可以预计的。如果你打开一个文件，它可能不存在。如果你连接一个数据库，它可能不可连接或没有访问所需的正确的安全证书。如果知道一行代码可能会引发异常，你应该使用一个 try...except 块来处理异常。

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例 6.1. 打开一个不存在的文件
>>> fsock = open("/notthere", "r"      
Traceback (innermost last):
  File "<interactive input>", line 1, in ?
IOError: [Errno 2] No such file or directory: '/notthere'
>>> try:
...     fsock = open("/notthere"      
... except IOError:                     
...     print "The file does not exist, exiting gracefully"
... print "This line will always print"
The file does not exist, exiting gracefully
This line will always print  使用内置 open 函数，我们可以试着打开一个文件来读取 （在下一节有关于 open 的更多内容）。但是那个文件不存在，所以这样就引发 IOError 异常。因为我们没有提供任何显式的对 IOError 异常的检查，Python 仅仅打印出某个关于发生了什么的调试信息，然后终止。
  我们试图打开同样不存在的文件，但是这次我们在一个 try...except 内来执行它。
  当 open 方法引发 IOError 异常时，我们已经准备好处理它了。 except IOError: 行捕捉异常接着执行我们自已的代码块，这个代码块在本例中只是打印出更令人愉快的错误信息。
  一旦异常被处理了，处理通常在 try...except 块之后的第一行继续进行。注意这一行将总是打印出来，无论异常是否发生。如果在你的根目录下确实有一个叫 notthere 的文件，对 open 的调用将成功，except 子句将忽略，并且最后一行仍将执行。

异常可能看上去不友好 （毕竟，如果你不捕捉异常，整个程序将崩溃），但是考虑一下别的方法。你希望获得一个没有用的文件对象而不是一个不存在的文件吧？不管怎么样你都得检查它的有效性，而且如果你忘记了，你的程序将会在下面某个地方给出奇怪的错误，这样你将不得不追溯到源程序。我确信你做过这种事；这可并不有趣。使用异常，一发生错误，你就可以在问题的源头通过标准的方法来处理它们。

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6.1.1. 为其他用途使用异常
除了处理实际的错误条件之外，对于异常还有许多其它的用处。在标准 Python 库中一个普通的用法就是试着导入一个模块，然后检查是否它能使用。导入一个并不存在的模块将引发一个 ImportError 异常。你可以使用这种方法来定义多级别的功能，依靠在运行时哪个模块是有效的，或支持多种平台 （即平台特定代码被分离到不同的模块中）。

你也能通过创建一个从内置的 Exception 类继承的类定义你自己的异常, 然后使用 raise 命令引发你的异常。如果你对此感兴趣，请看进一步阅读的部分。

下面的例子演示了如何使用异常支持特定平台功能。 代码来自 getpass 模块, 一个从用户获得口令的封装模块。获得口令在 UNIX, Windows 和 Mac OS 平台上的实现是不同的，但是这个代码封装了所有的不同之处。

例 6.2. 支持特定平台功能
  # Bind the name getpass to the appropriate function
  try:
      import termios, TERMIOS                     
  except ImportError:
      try:
          import msvcrt                           
      except ImportError:
          try:
              from EasyDialogs import AskPassword
          except ImportError:
              getpass = default_getpass           
          else:                                   
              getpass = AskPassword
      else:
          getpass = win_getpass
  else:
      getpass = unix_getpass  termios 是一个 UNIX 特定模块，它提供了对于输入终端的底层控制。如果这个模块无效 （因为它不在你的系统上，或你的系统不支持它），则导入失败，Python 引发我们捕捉的 ImportError 异常。
  OK, 我们没有 termios，所以让我们试试 msvcrt，它是一个 Windows 特定模块，可以提供在 Microsoft Visual C++ 运行服务中的许多有用的函数的一个API。如果导入失败，Python 会引发我们捕捉的 ImportError 异常。
  如果前两个不能工作，我们试着从 EasyDialogs 导入一个函数，它是一个 Mac OS 特定模块，提供了各种各样类型的弹出对话框。再一次，如果导入失败，Python 会引发一个我们捕捉的 ImportError 异常。
  这些平台特定的模块没有一个有效 （有可能，因为 Python 已经移植到了许多不同的平台上了），所以我们需要回头使用一个缺省口令输入函数 （这个函数定义在 getpass 模块中的别的地方）。注意，我们在这里做的：我们将函数 default_getpass 赋给变量 getpass。如果你读了官方 getpass 文档，它会告诉你 getpass 模块定义了一个 getpass 函数。它是这样做的：通过绑定 getpass 到正确的函数来适应你的平台。然后当你调用 getpass 函数时，你实际上调用了平台特定的函数，是这段代码已经为你设置好的。你不需要知道或关心你的代码正运行在何种平台上；只要调用 getpass，则它总能正确处理。
  一个 try...except 块可以有一条 else 子句，就象 if 语句。如果在 try 块中没有异常引发，然后 else 子句被执行。在本例中，那就意味着如果 from EasyDialogs import AskPassword 导入可工作，所以我们应该绑定 getpass 到 AskPassword 函数。其它每个 try...except 块有着相似的 else 子句，当我们找到一个 import 可用时，来绑定 getpass 到适合的函数。

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进一步阅读

• Python Tutorial 讨论了异常，包括 定义和引发你自已的异常, 以及一次处理多个异常。
• Python Library Reference 总结了 所有内置异常。
• Python Library Reference 提供了 getpass 模块的文档。
• Python Library Reference 提供了 traceback 模块 的文档, 这个模块在异常引发之后，提供了底层的对异常属性的处理。
• Python Reference Manual 讨论了 try...except 块 的内部工作方式。

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6.2. 与文件对象共事
6.2.1. 读取文件
6.2.2. 关闭文件
6.2.3. 处理 I/O 错误
6.2.4. 写入文件
Python 有一个内置函数，open，用来打开在磁盘上的文件。open 返回一个文件对象，它拥有一些方法和属性，可以得到打开文件的信息，和对打开文件进行操作。

例 6.3. 打开文件
>>> f = open("/music/_singles/kairo.mp3", "rb"
>>> f                                          
<open file '/music/_singles/kairo.mp3', mode 'rb' at 010E3988>
>>> f.mode                                      
'rb'
>>> f.name                                      
'/music/_singles/kairo.mp3'  open 方法可以接收三个参数：文件名，模式，和缓冲区参数。只有第一个参数，文件名，是必须的；其它两个是 可选的。如果没有指定，文件以文本方式打开。这里我们以二进制方式打开文件进行读取。（print open.__doc__ 会给出所有可能模式的很好的解释。）
  open 函数返回一个对象 （到现在为止，这一点应该不会使你感到吃惊）。一个文件对象有几个有用的属性。
  文件对象的 mode 属性告诉你文件以何种模式被打开。
  文件对象的 name 属性告诉你文件对象所打开的文件名。

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6.2.1. 读取文件
你打开文件之后, 你要做的第一件事是从中读取, 正如下一个例子所显示的。

例 6.4. 读取文件
>>> f
<open file '/music/_singles/kairo.mp3', mode 'rb' at 010E3988>
>>> f.tell()              
0
>>> f.seek(-128, 2)      
>>> f.tell()              
7542909
>>> tagData = f.read(128)
>>> tagData
'TAGKAIRO****THE BEST GOA         ***DJ MARY-JANE***            
Rave Mix                      2000http://mp3.com/DJMARYJANE     \037'
>>> f.tell()              
7543037  一个文件对象维护它所打开文件的状态。文件对象的 tell 方法告诉你在打开文件中的当前位置。因为我们还没有对这个文件做任何事，当前位置为 0，它是文件的开始处。
  文件对象的 seek 方法在打开文件中移动到另一个位置。第二个参数指出第一个参数是什么意思：0 表示移动到一个绝对位置 （从文件开始算起），1 表示移到一个相对位置 （从当前位置算起），还有 2 表示对于文件尾的一个相对位置。因为我们搜索的 MP3 标记保存在文件的末尾，我们使用 2 并且告诉文件对象从文件尾移动到 128 字节的位置。
  tell 方法确认了已经移到当前文件位置。
  read 方法从打开文件中读取指定个数的字节，并且返回含有读取数据的字符串。可选参数指定了读取的最大字节数。如果没有指定参数，read 将读到文件末尾。（我们本可以在这里简单地说一下 read() ，因为我们确切地知道在文件的何处，事实上，我们读的是最后 128 个字节。） 读出的数据赋给变量 tagData，并且当前的位置根据所读的字节数作了修改。
  tell 方法确认了当前位置已经移动了。如果做一下算术，你会看到在读了 128 个字节之后，位置数已经增加了 128。

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6.2.2. 关闭文件
打开文件消耗系统资源, 并且依赖于文件模式, 其它程序或许不能访问它们。这就是一旦操作完毕就该关闭文件的重要所在。

例 6.5. 关闭文件
>>> f
<open file '/music/_singles/kairo.mp3', mode 'rb' at 010E3988>
>>> f.closed      
False
>>> f.close()      
>>> f
<closed file '/music/_singles/kairo.mp3', mode 'rb' at 010E3988>
>>> f.closed      
True
>>> f.seek(0)      
Traceback (innermost last):
  File "<interactive input>", line 1, in ?
ValueError: I/O operation on closed file
>>> f.tell()
Traceback (innermost last):
  File "<interactive input>", line 1, in ?
ValueError: I/O operation on closed file
>>> f.read()
Traceback (innermost last):
  File "<interactive input>", line 1, in ?
ValueError: I/O operation on closed file
>>> f.close()        文件对象的 closed 属性表示对象是否打开或关闭了文件。在本例中，文件仍然打开着 （closed 是 False）。打开文件要消耗系统资源，并且根据文件模式，其它程序可能不能使用它们。一旦你处理完它们，把文件关闭这一点很重要。
  为了关闭文件，调用文件对象的 close 方法。这样就释放掉你加在文件上的锁 （如果有的话），刷新被缓冲的系统确实还未写入的输出 （如果有的话），并且释放系统资源。
  closed 属性证实了文件被关闭了。
  只是因为文件被关闭，并不意味着文件对象停止存在。变量 f 将继续存在，直到它 超出作用域 或被手工删除。然而，一旦文件被关闭，可操作打开文件的方法没有一个能使用；它们都会引发异常。
  对一个文件已经关闭的文件对象调用 close 不会 引发异常，它静静地失败。

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6.2.3. 处理 I/O 错误
现在你已经足能理解前一章的例子程序 fileinfo.py 的文件处理代码了。 下面这个例子展示了如何安全的打开文件和读取文件以及优美地处理错误。

例 6.6. MP3FileInfo 中的文件对象
        try:                                
            fsock = open(filename, "rb", 0)
            try:                           
                fsock.seek(-128, 2)         
                tagdata = fsock.read(128)   
            finally:                        
                fsock.close()              
            .
            .
            .
        except IOError:                     
            pass                             因为打开和读取文件有风险，并且可能引发异常，所有这些代码都用一个 try...except 块封装。（嘿，标准化的缩近 不好吗？这就是你开始欣赏它的地方。）
  open 函数可能引发 IOError 异常。（可能是文件不存在。）
  seek 方法可能引发 IOError 异常。（可能是文件长度小于 128 字节。）
  read 方法可能引发 IOError 异常。（可能磁盘有坏扇区，或它在一个网络驱动器上，而网络刚好断了。）
  这是新的：一个 try...finally 块。一旦文件通过 open 函数被成功地打开，我们应该绝对保证把它关闭，甚至由于 seek 或 read 方法引发了一个异常。try...finally 块可以用来：在 finally 块中的代码将 总是 被执行，甚至某些东西在 try 块中引发一个异常也会执行。可以这样考虑，不管在路上发生什么，代码都会被 “即将灭亡” 地执行。
  最后，处理我们的 IOError 异常。它可能是由调用 open, seek 或 read 引发的 IOError 异常。这里，我们其实不用关心，因为将要做的事就是静静地忽略它然后继续。（记住，pass 是一条不做任何事的 Python 语句。） 这样完全合法，“处理” 一个异常可以明确表示不做任何事。它仍然被认为处理过了，并且处理将正常继续，从 try...except 块的下一行代码。