单例、异常、eval函数
一、单例
01. 单例设计模式
- 设计模式
- 设计模式 是 前人工作的总结和提炼，通常，被人们广泛流传的设计模式都是针对 某一特定问题 的成熟的解决方案
- 使用 设计模式 是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性
- 单例设计模式
- 目的 —— 让 类 创建的对象，在系统中 只有 唯一的一个实例
- 每一次执行 类名() 返回的对象，内存地址是相同的
单例设计模式的应用场景
- 音乐播放 对象
- 回收站 对象
- 打印机 对象
- ……
02. __new__ 方法
- 使用 类名() 创建对象时， Python 的解释器 首先 会 调用 __new__ 方法为对象 分配空间
- __new__ 是一个 由 object 基类提供的 内置的静态方法，主要作用有两个：
- 1) 在内存中为对象 分配空间
- 2) 返回 对象的引用
- Python 的解释器获得对象的 引用 后，将引用作为 第一个参数，传递给 __init__ 方法
重写 __new__ 方法 的代码非常固定！
- 重写 __new__ 方法 一定要 return super().__new__(cls)
- 否则 Python 的解释器 得不到 分配了空间的 对象引用，就不会调用对象的初始化方法
- 注意： __new__ 是一个静态方法，在调用时需要 主动传递 cls 参数
class MusicPlayer(object):
def __new__(cls, *args, **kwargs):
# 如果不返回任何结果，
return super().__new__(cls)
def __init__(self):
print("音乐播放器初始化")
yunplayer = MusicPlayer()
print(yunplayer)03. Python 中的单例
单例 —— 让 类 创建的对象，在系统中 只有 唯一的一个实例
- 定义一个 类属性，初始值是 None，用于记录 单例对象的引用
- 重写 __new__ 方法
- 如果 类属性 is None，调用父类方法分配空间，并在类属性中记录结果
- 返回 类属性 中记录的 对象引用
class MusicPlayer(object):
# 定义类属性记录单例对象引用
instance = None
def __new__(cls, *args, **kwargs):
if cls.instance is None:
return super().__new__(cls)
return cls.instance只执行一次初始化工作
- 在每次使用 类名() 创建对象时, Python 的解释器都会自动调用两个方法：
- __new__分配空间
- __init__对象初始化
- 在上一小节对 __new__ 方法改造之后，每次都会得到 第一次被创建对象的引用
- 但是：初始化方法还会被再次调用
需求
- 让 初始化动作 只被 执行一次
解决办法
- 定义一个类属性 init_flag 标记是否 执行过初始化动作，初始值为 False
- 在 __init__ 方法中，判断 init_flag，如果为 False 就执行初始化动作
- 然后将 __init__ 设置为 True
- 这样，再次 自动 调用 __init__ 方法时，初始化动作就不会被再次执行 了
class MusicPlayer(object):
# 记录第一个被创建对象的引用
instance = None
# 记录是否执行过初始化动作
init_flag = False
def __new__(cls, *args, **kwargs):
# 1.判断类属性是否为空对象
if cls.instance is None:
# 2.调用父类方法，为第一个对象分配空间
return super().__new__(cls)
# 3.返回类属性保存的对象引用
return cls.instance
def __init__(self):
if not MusicPlayer.init_flag:
print("音乐播放器初始化")
MusicPlayer.init_flag = True
# 创建对个对象
player1 = MusicPlayer()
print(player1)
player2 = MusicPlayer()
print(player2)二、异常
01. 异常的概念
- 程序在运行时，如果 Python 解释器 遇到 到一个错误，会停止程序的执行，并且提示一些错误信息，这就是 异常
- 程序停止执行并且提示错误信息 这个动作，我们通常称之为：抛出(raise)异常
程序开发时，很难将 所有的特殊情况 都处理的面面俱到，通过 异常捕获 可以针对突发事件做集中的处理，从而保证程序的 稳定性和健壮性
02. 捕获异常
2.1 简单的捕获异常语法
- 在程序开发中，如果 对某些代码的执行不能确定是否正确，可以增加 try(尝试) 来 捕获异常
- 捕获异常最简单的语法格式：
try:
尝试执行的代码
except:
出现错误的处理- try 尝试，下方编写要尝试代码，不确定是否能够正常执行的代码
- except 如果不是，下方编写尝试失败的代码
简单异常捕获演练 —— 要求用户输入整数
try:
# 提示用户输入一个数字
num = int(input("请输入数字："))
except:
print("请输入正确的数字")2.2 错误类型捕获
- 在程序执行时，可能会遇到 不同类型的异常，并且需要 针对不同类型的异常，做出不同的响应，这个时候，就需要捕获错误类型了
- 语法如下：
try:
# 尝试执行的代码
pass
except 错误类型1:
# 针对错误类型1，对应的代码处理
pass
except (错误类型2, 错误类型3):
# 针对错误类型2 和 3，对应的代码处理
pass
except Exception as result:
print("未知错误 %s" % result)- 当 Python 解释器 抛出异常 时，最后一行错误信息的第一个单词，就是错误类型
异常类型捕获演练 —— 要求用户输入整数
需求
- 提示用户输入一个整数
- 使用 8 除以用户输入的整数并且输出
try:
num = int(input("请输入整数："))
result = 8 / num
print(result)
except ValueError:
print("请输入正确的整数")
except ZeroDivisionError:
print("除 0 错误")捕获未知错误
- 在开发时，要预判到所有可能出现的错误，还是有一定难度的
- 如果希望程序 无论出现任何错误，都不会因为 Python 解释器 抛出异常而被终止，可以再增加一个 except
语法如下：
except Exception as result:
print("未知错误 %s" % result)2.3 异常捕获完整语法
- 在实际开发中，为了能够处理复杂的异常情况，完整的异常语法如下：
提示：
- 有关完整语法的应用场景，在后续学习中，结合实际的案例会更好理解
- 现在先对这个语法结构有个印象即可
try:
# 尝试执行的代码
pass
except 错误类型1:
# 针对错误类型1，对应的代码处理
pass
except 错误类型2:
# 针对错误类型2，对应的代码处理
pass
except (错误类型3, 错误类型4):
# 针对错误类型3 和 4，对应的代码处理
pass
except Exception as result:
# 打印错误信息
print(result)
else:
# 没有异常才会执行的代码
pass
finally:
# 无论是否有异常，都会执行的代码
print("无论是否有异常，都会执行的代码")- else 只有在没有异常时才会执行的代码
- finally 无论是否有异常，都会执行的代码
- 之前一个演练的 完整捕获异常 的代码如下：
try:
num = int(input("请输入整数："))
result = 8 / num
print(result)
except ValueError:
print("请输入正确的整数")
except ZeroDivisionError:
print("除 0 错误")
except Exception as result:
print("未知错误 %s" % result)
else:
print("正常执行")
finally:
print("执行完成，但是不保证正确")03. 异常的传递
- 异常的传递 —— 当 函数/方法 执行 出现异常，会 将异常传递 给 函数/方法 的 调用一方
- 如果 传递到主程序，仍然 没有异常处理，程序才会被终止
提示
- 在开发中，可以在主函数中增加 异常捕获
- 而在主函数中调用的其他函数，只要出现异常，都会传递到主函数的 异常捕获 中
- 这样就不需要在代码中，增加大量的 异常捕获，能够保证代码的整洁
需求
- 定义函数 demo1() 提示用户输入一个整数并且返回
- 定义函数 demo2() 调用 demo1()
- 在主程序中调用 demo2()
def demo1():
return int(input("请输入一个整数："))
def demo2():
return demo1()
try:
print(demo2())
except ValueError:
print("请输入正确的整数")
except Exception as result:
print("未知错误 %s" % result)04. 抛出 raise 异常
4.1 应用场景
- 在开发中，除了 代码执行出错 Python 解释器会 抛出 异常之外
- 还可以根据 应用程序 特有的业务需求 主动抛出异常
示例
- 提示用户 输入密码，如果 长度少于 8，抛出 异常
注意
- 当前函数 只负责 提示用户输入密码，如果 密码长度不正确，需要其他的函数进行额外处理
- 因此可以 抛出异常，由其他需要处理的函数 捕获异常
4.2 抛出异常
- Python 中提供了一个 Exception 异常类
- 在开发时，如果满足 特定业务需求时，希望 抛出异常，可以：
- 创建 一个 Exception 的 对象
- 使用 raise 关键字 抛出 异常对象
需求
- 定义 input_password 函数，提示用户输入密码
- 如果用户输入长度 < 8，抛出异常
- 如果用户输入长度 >=8，返回输入的密码
def input_password():
# 1. 提示用户输入密码
pwd = input("请输入密码：")
# 2. 判断密码长度，如果长度 >= 8，返回用户输入的密码
if len(pwd) >= 8:
return pwd
# 3. 密码长度不够，需要抛出异常
# 1> 创建异常对象 - 使用异常的错误信息字符串作为参数
ex = Exception("密码长度不够")
# 2> 抛出异常对象
raise ex
try:
user_pwd = input_password()
print(user_pwd)
except Exception as result:
print("发现错误：%s" % result)三、eval 函数
eval() 函数十分强大 —— 将字符串 当成 有效的表达式 来求值 并 返回计算结果
# 基本的数学计算
In [1]: eval("1 + 1")
Out[1]: 2
# 字符串重复
In [2]: eval("'*' * 10")
Out[2]: '**********'
# 将字符串转换成列表
In [3]: type(eval("[1, 2, 3, 4, 5]"))
Out[3]: list
# 将字符串转换成字典
In [4]: type(eval("{'name': 'xiaoming', 'age': 18}"))
Out[4]: dict案例 - 计算器
需求
- 提示用户输入一个 加减乘除混合运算
- 返回计算结果
input_str = input("请输入一个算术题：")
print(eval(input_str))不要滥用 eval
在开发时千万不要使用 eval 直接转换 input 的结果
__import__('os').system('ls')- 等价代码
import os
os.system("终端命令")- 执行成功，返回 0
- 执行失败，返回错误信息
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原始发表：2019-05-24 ，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除
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