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11. python入門復習教程之命名空間與作用域,再談例外,標準庫,持久化與序列化

2021-09-25 17:07:47 後端開發

如果你學習 python 一段時間之后,會經常碰到命名空間作用域 這兩個名詞,接下來咱們就從這兩個名詞開始入手,展開這篇博客,

命名空間與作用域

命名空間是指物件所處的位置,命名二字一般指的是變數名,舉一個例子,例如在某個函式內,如果使用了 a = 100 這行代碼,遵循的規則是在這個命名空間內,如果之前沒有變數 a,那此時定義 a 并且對 a 賦值,如果之前存在 a,那對之前的賦值進行覆寫,這個函式內部,就是變數 a 的命名空間,

作用域指的是某個物件的有效作用范圍,這個作用范圍又由命名空間決定,所以在一定程度上,作用域和命名空間可以看成一回事情,只是作用域包含的概念更多一些,里面有物件,查找范圍,查找規則,是一個大的定義,

一般將 Python 的作用域分為 3 類

  • 內建作用域:定義內置函式與內置型別的作用域;
  • 全域作用域:最頂層的作用域;
  • 區域作用域:一般在函式內部,如果在函式內部在嵌套一個函式,會出現嵌套作用域,

作用域測驗案例:

num1 = 1
num2 = 2


def func():
    # 區域作用域
    num1 = 5
    print(num1, num2) # 5,2


func()
# 全域作用域
print(num1, num2) # 1 2

在函式內部 num1num2 輸出 5 1,在全域作用域下輸出 1 2

func 函式中,num1 被重新賦值,所以函式內部作用域范圍內,num1=5num2 由于在函式內沒有被賦值,所以會遵循變數作用域查找范圍,從更高級的 全域作用域 中獲取值,得到 num2=2

相應的在全域作用域下,num1num2 依舊保留原值,因函式內的 num1 是重新定義,與全域作用域中的 num1 不是同一變數,這句話需要反復理解,

再談例外

在 python 中存在兩種錯誤,第一種是運行前錯誤,比較常見的就是語法錯誤,第二種是運行時錯誤,只有當程式運行起來,才會發現錯誤,例如串列索引溢位 BUG,

我們已經非常熟悉通過 try... except... 去捕獲例外了,其中 except 可以多次重復出現,即捕獲不同例外內容,

第一個要回顧的知識點就是處理例外的格式:

  • except:接受所有例外;
  • except 例外類:僅接受例外類;
  • except 例外類 as 變數:僅接受例外類,并獲取例外類的物件;
  • else:無例外時進行的操作;
  • finally:最終執行代碼,

例外出現紅字之后,關注最下方的一行,就比較容易掌握錯誤的內容,

常見的例外與例外原因:

  • SyntaxError:語法錯誤,重點排查代碼書寫問題,丟失括號,丟失引號,縮進不對等,比較容易排查;
  • Exception:運行時例外:
    • NameError:找不到變數名就會出現;
    • AttributeError:呼叫不存在的物件屬性時,出現的 BUG;
    • TypeError:型別錯誤,例如數字與字串相加;
    • IndexError:索引錯誤,索引超出就會引發錯誤;
    • KeyError:字典找不到鍵;
    • ImportError:模塊匯入錯誤;
    • UnicodeDecodeError:解碼錯誤;
    • UnicodeEncodeError:編碼錯誤;

python 標準庫

安裝好 python 之后,會自動的的安裝一些標準庫,這些庫可以幫助我們更好的開發程式,

接下來摘錄部分需要初學階段就掌握的標準庫,

日期庫
日期庫主要就是 datetimetime,這部分在滾雪球第二季中已經進行了說明:https://dream.blog.csdn.net/article/details/114413866

正則庫
正則運算式不是 python 里面的知識點,而是全編程體系下的知識點,在 python 中重點學習的是 re 庫,該知識點在第二季中也有涉及,請查閱:https://dream.blog.csdn.net/article/details/114648366,

數學函式庫
一些常用的數學函式,例如三角函式,對數等內容在 math 模塊中,這個模塊在之前的系列中沒有進行過多的說明,本篇博客進行適當補充,

math 中的常量

  • math.pi:常量 π;
  • math.e:常量 e;

math 中的函式
在列清單之前,先通過 dir 進行整體查閱:

['__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'acos', 'acosh', 'asin', 'asinh', 'atan', 'atan2', 'atanh',
'ceil', 'copysign', 'cos', 'cosh', 'degrees', 'e', 'erf', 'erfc', 'exp', 'expm1', 'fabs', 'factorial', 'floor', 'fmod', 'frexp',
'fsum', 'gamma', 'gcd', 'hypot', 'inf', 'isclose', 'isfinite', 'isinf', 'isnan', 'ldexp', 'lgamma', 'log', 'log10', 'log1p',
'log2', 'modf', 'nan', 'pi', 'pow', 'radians', 'remainder', 'sin', 'sinh', 'sqrt', 'tan', 'tanh', 'tau', 'trunc']
  • sin:正弦;
  • cos:余弦;
  • tan:正切;
  • pow:乘方;
  • sqrt:平方根;
  • radians:獲取弧度;
  • degree:獲取角度;
  • log:獲取自然對數,

以上函式都在特定場景下有用,不做案例展開,

urllib 模塊
該模塊用于請求網路資料,由于日常寫爬蟲程式使用第三方 requests 模塊比較多,一直忽略該模塊,今天將其補齊,

urllib.request.urlretrieve 函式
使用該函式可以從指定 url 獲取檔案,

from urllib import request
from urllib import parse

request.urlretrieve("https://www.baidu.com/", "./baidu.html")

request.urlopen 函式
通過該函式可以獲取網路資料,獲取的物件,通過呼叫 read 或者 readlines 讀取相應的網路資料,

如果網路請求需要引數,可以通過 parse.urlencode 函式對引數進行 URL 編碼,例如下述代碼:

from urllib import parse

data = parse.urlencode({"q": "爬蟲100例"})

該引數適用于 POST 請求型別,如果為 GET 請求型別,使用如下代碼:

from urllib import request
from urllib import parse

data = parse.quote("爬蟲100例")

res = request.urlopen(f"https://so.csdn.net/so/search?q={data}")
print(res.read())

此處涉及的函式如下:

  • quote:對字串進行 URL 編碼;
  • unquote:對字串進行 URL 解碼;
  • quote_plus:與 quote 一致,增加對空白字符的處理;
  • unquote_plus:解碼,
data1 = parse.quote("爬蟲 100 例")
data2 = parse.quote_plus("爬蟲 100 例") # 將空格轉換為 `+`
print(data1, data2)

持久化與序列化

將記憶體中的物件寫入檔案,終止程式之后依然可以繼續使用,這個程序叫做物件持久化,字串可以直接寫入檔案,但是字典或者串列不具備此功能,因為針對這類物件,就出現了序列化相關的概念,將物件轉換成按順序排列的字串形式,就叫做序列化,

將字典持久化
使用 shelve 模塊可以將字典內容存盤到檔案中,shelve物件通過下述代碼實作:

import shelve

d = shelve.open("my_dict")
d.update({"name":"橡皮擦","age":19})
d.close()

運行代碼會在當前檔案夾下生成 3 個檔案,擴展名忽略即可,
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讀取 shelve 物件也比較簡單,

import shelve

d = shelve.open("my_dict")
items = d.items()
print(list(items))

將物件 pickle 化
pickle 模塊,也是一個可以將 python 物件進行持久化與序列化的模塊,該模塊常用的 2 個函式如下:

  • dump:將持久化物件寫入檔案;
  • load:從檔案讀取 pickle 化的物件,

寫在后面

以上內容就是本文的全部內容,希望對學習路上的你有所幫助~

今天是持續寫作的第 227 / 365 天,
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