云学python （第4章朝思暮想是循环对象、函数对象、模块对象、异常对象、附录）《vamei-从Python开始学编程》笔记

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4.4意想不到的对象

1.循环对象

Python中的许多语法结构都是由对象实现的，循环就可以通过对象实现。循环对象并不是在Python诞生之初就存在的，但它的发展极为迅速，特别是在Python3时代，循环对象正在成为循环的标准形式。

所谓的循环对象包含有一个__next__()方法。这个方法的目的是生成循环的下一个结果。在生成过循环的所有结果之后，该方法将抛出Stoplteration异常。

当一个像for这样的循环语法调用循环对象时，它会在每次循环的时候调用__next__()方法，直到Stoplteration出现。循环接收到这个异常，就会知道循环已经结束，将停止调用__next__()。

现用内置函数iter()iterant把一个列表转变为循环对象。这个循环对象将拥有__next__()方法法。多次调用__next__()方法,将不断返回列表的值, 直到出现异常：
>>> example_iter = iter([1,2])
>>> example_iter.__next__()
1
>>> example_iter.__next__()
2
>>> example_iter.__next__()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
StopIteration
>>> 
上面重复调用__next__()的过程，就相当于手动进行了循环。

把循环对象包裹在for中循环：
for item in iter([1,2]):
    print(item)

——————————————————————
1
2
在这里，for结构自动调用__next__()，将该方法的返回值赋予给item。可以省去内置函数iter的转换是因为for结构会自动执行这一转换。

相对于序列，循环对象的好处在于：不用在循环还没开始的时候，就生成要使用的元素。所有要使用的元素可以在循环过程中逐渐生成。这样，不仅节省了空间，提高了效率，还会使编程更加灵活。

我们可以借助生成器(generator)来自定义循环对象。生成器的编写方法和函数定义类似，只是在return的地方改为yield。生成器中可以有多个yield。当生成器遇到一个yield时，会暂停运行生成器，返回yield 后面的值。当再次调用生成器的时候，会从刚才暂停的地方继续运行，直到下一个yield。生成器自身又构成一个循环对象，每次循环使用一个yield返回的值。

下面是一个生成器：
def gen():
    a = 100 
    yield a
    a = a*8
    yield a
    yield 1000

for i in gen():
    print(i)
_______________
100
800
1000

再考虑下面一个生成器：
def gen():
    i = 0
    while i < 10000:
        i = i + 1
        yield i
这个生成器能产生10000个元素。如果先创建序列保存这10000个元素，再循环遍历，那么这个序列将占用大量的空间。出于同样的原因，Python中的内置函数range()返回的是一个循环对象，而不是一个序列。

2.函数对象

在Python中函数也是一种对象。实际上，任何一个有 __call__()特殊方法的对象都被当作是函数。比如下面的例子：
class SampleMore(object):
    def __call__(self,a):
        return a + 5
add_five = SampleMore()
print(add_five(2))
_________________________
7
add_five为SampleMore类的一个对象，当被调用时，add_five执行加5的操作。

3.模块对象

前面说过，Python中的模块对应一个.py文件。模块也是对象。比如标准库中的模块time：

import time
print(dir(time))
________________
['CLOCK_MONOTONIC', 'CLOCK_MONOTONIC_RAW', 'CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID', 'CLOCK_REALTIME', 'CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID', 'CLOCK_UPTIME_RAW', '_STRUCT_TM_ITEMS', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'altzone', 'asctime', 'clock_getres', 'clock_gettime', 'clock_gettime_ns', 'clock_settime', 'clock_settime_ns', 'ctime', 'daylight', 'get_clock_info', 'gmtime', 'localtime', 'mktime', 'monotonic', 'monotonic_ns', 'perf_counter', 'perf_counter_ns', 'process_time', 'process_time_ns', 'sleep', 'strftime', 'strptime', 'struct_time', 'thread_time', 'thread_time_ns', 'time', 'time_ns', 'timezone', 'tzname', 'tzset']

可以看到，time有很多属性可以调用，例如sleep方法。我们之前用import语句引入其他文件中定义的函数，实际上就是引入模块对象的属性，比如：
from time import sleep

sleep(10)

print("wake up")

________________
10秒后出现wake up
还可以用简单暴力的方法，一次性引入模块的所有属性：
from time import *

sleep(10)
既然知道了 sleep()是time的一个方法，也可以利用对象属性的方式来调用它。
import time

time.sleep(10)
调用方法时附带上对象名的好处是可以拓展程序的命名空间，避免同名冲突。例如，如果两个模块中都有sleep()方法可以通过不一样的模块名来区分开来:

在my_time.py中写入函数：
def sleep(self):

print("I am sleeping.")
在main.py中引入内置模块time和自定义模块my time：
import time

import my_time

time.sleep()

my time.sleep()
上面的两次对sleep()方法的调用中，我们通过对象名区分出了不同的sleep()。

在引入模块时，我们还可以给模块换个名字：
import time as t

t.sleep(10)
在引入名字较长的模块时，这个换名字的办法能有效地挽救程序员的手指。

可以将功能相似的模块放在同一个文件夹中，构成一个模块包。比如放在this_dir中：
import this_dir.module
引入this dir文件夹中的module模块。

该文件夹中必须包含一个__init__.py的文件，提醒Python，该文件为一个模块包。__init__.py可以是一个空文件。

每个模块对象都有一个__name__属性，用来记录模块的名字，例如:
import time

print(time.__name__)
当一个.py文件作为主程序运行时，比如python foo.py这个文件也会有一个对应的模块对象。但这个模块对象的 _name__属性会是 "__main__"。因此在很多.py文件中可以看到下面的语句：
if__name__ == "__main__":
它的意思是说，如果这个文件作为一个主程序运行，那么将执行下面的操作。有的时候，一个.py文件中同时有类和对象的定义以及对它们的调用。通过把调用语句放到上面的if中，就可以在调用时不执行这些调用语句了。

4.异常对象

程序中加入异常处理的try结构可以捕捉程序中出现的异常。实际上，我们捕捉到的也是一个对象，比如：
try:
    m = 1/0
except ZeroDivisionError as e:
    print("Catch NameError in the sub-function")
    print(type(e))	
    print(dir(e))	#异常对象的属性
    print(e.args)
__________________________________
Catch NameError in the sub-function
<class 'ZeroDivisionError'>
['__cause__', '__class__', '__context__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__setstate__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__suppress_context__', '__traceback__', 'args', 'with_traceback']
('division by zero',)
注意⚠️python3要把书里的print(e.message)改成print(e.args)
利用except... as...的语法，在except结果中用e来代表捕获到的类型对象。关键字except直接跟随的ZeroDivisionError实际上是异常对象的类。正因为如此在举出异常时会创建一个异常对象：
raise ZeroDivisionError()
在Python中，循环、函数、模块、异常都是某种对象。当然，我们可以完全按照面向过程中的方式来调用这些语法，而不必关注它们底层的对象模型。