2021/4/7第十五次python结束课(模块、异常、文件)

本文详细介绍了Python中的模块化编程,包括模块的创建与使用,以及如何通过`import`进行模块导入。同时,文章深入探讨了异常处理,解释了异常的传播机制,并展示了如何通过`try-except`语句捕获和处理异常。在文件操作部分,讲解了文件的打开、关闭、读取和写入方法,特别强调了大文件读取的注意事项。此外,还讨论了二进制文件的读写操作。通过对这些基础知识的掌握,能有效提升Python编程能力。

一、模块的简介和创建

1.1模块

• 模块化指将一个完整的程序分解成一个个的小模块
• 通过将模块组合,来搭建出一个完整的程序
• 模块化的有点
• 方便开发
• 方便维护
• 模块可以复用


模块即py文件(实现跨文件传输)


1.2模块的创建

在Python当中一个py文件就是一个模块
在一个模块中引入外部模块 import 模块名(模块名就是py文件)
可以引入同一个模块多次,但是模块的实例只会创建一次
import 模块名 as 模块别名
在一个模块内部都有一个__name__。通过它我们可以获取模块的名字
如果py文件直接运行时,那么__name__默认等于字符串’main’。__name__属性值为__main__的模块是主模块。一个程序中只有一个主模块

二、模块的使用

访问模块中的变量 语法是 模块名.变量名
访问模块中的函数 语法是 模块名.函数名
访问模块中的对象 语法是 模块名.对象名
我们也可以引入模块中部分内容 语法 from 模块名 import 变量,变量…
还有一种引入方式 语法 from 模块名 import 变量 as 别名

总结:


import test1
import test1 as test
from test1 import fun/*(包含所有,变量、函数、类)#可以直接使用变量等

补充:
if name == ‘main’:

main函数程序的入口:函数不是在当前模块运行的程序,那么这个程序就不会运行

impt random
import time
import os
import sys

三、异常的简介

  • 程序在运行过程中可能会出现一些错误。比如: 使用了不存在的索引,两个不同类型的数据相加…这些错误我们称之为异常
  • 处理异常 程序运行时出现异常,目的并不是让我们的程序直接终止!Python是希望在出现异常时,我们可以编写代码来对异常进行处理
# 这是对异常进行一个捕获处理, 是程序不会报错而停止运行
try:
    # pass
    print(a)  # NameError(类名)
    print(1/0)  # ZeroDivisionError   注:因上一行a已经出错,这一行就不执行了
except Exception as e:    #Exception自动指向错误的类名
    print('出错了', e, type(e))
# except ZeroDivisionError:
#     print('除零错误')
else:
    print('这也没错啊')
finally:
    print('不管是否有异常,都会执行')

结果

出错了 name 'a' is not defined <class 'NameError'>
不管是否有异常,都会执行

四、异常的传播

  • 当在函数中出现异常时,如果在函数中对异常进行了处理,则异常不会在进行传播。如果函数中没有对异常进行处理,则异常会继续向函数调用传播。如果函数调用处处理了异常,则不再传播异常,如果没有处理则继续向调用处传播。直到传递到全局作用域(主模块)如果依然没有处理,则程序终止,并显示异常信息。
  • 当程序运行过程中出现异常以后,所有异常信息会保存到一个异常对象中。而异常传播时,实际上就是异常对象抛给了调用处
    处理函数中的异常(在函数中或调用处都可以进行异常处理)

五、异常对象

 try:
        代码块(可能出现错误的语句)
    except 异常类型 as 异常名:
        代码块(出现错误以后的处理方式)
    except 异常类型 as 异常名:
        代码块(出现错误以后的处理方式)
    except 异常类型 as 异常名:
        代码块(出现错误以后的处理方式)
    ....
    else:
        代码块(没出错时要执行的语句)
        
    finally:
        代码块(是否出错该代码块都会执行)
     try是必须的 else有没有都可以
     exceptfinally至少有一个

六、文件操作

先看源码:

def open(file, mode='r', buffering=None, encoding=None, errors=None, newline=None, closefd=True):

file是路径
encoding与文件的内容有关(如里面有汉字就要用utf-8)
mode与文件类型有关

6.1文件打开

• 文件(file) 通过Python程序来对计算机中的各种文件进行增删改查的操作 文件也叫I/O(Input/Output)
• 文件的操作步骤

  • 打开文件
  • 对文件进行各种操作(读、写)然后保存
  • 关闭文件

文件会有一个返回值。返回一个对象,这个对象就表示的是当前的文件

6.2文件关闭

调用close()方法来关闭文件
with…as 语句不用写close()来关闭。它自带关闭

6.3文件读取

6.3.1读取文件

• 通过read()来读取文件的内容
• 调用open()来打开一个文件,可以将文件分为2种类型
• 一种 纯文本文件(使用utf-8编码编写的文件)
• 一种 二进制文件(图片 mp3 视频…)
• open()打开文件时,默认是以文本文件的形式打开的 open()默认的编码为None。所以处理文本文件时要指定编码


content = f.read(4)#给size传递参数,一次读取多少个字节
content = f.readline#一行一行的读取(手动)
content = f.readlines()#也是一行一行的读取,不过会读取完所有,并且存放到列表中(自动)


6.3.2较大文件的读取

通过read()读取文件内容时会将文件中所有的内容全部读取出来。如果对于读取的文件比较大的话。会一次性的将文件加载到内容中。容易导致内存泄露。所以对于较大的文件。不要直接调用read()
read()可以接收一个size作为的参数。该参数用来指定要读取字符的数量。默认值为-1.-1也就是要读取全部的内容
每次读取都会从上次读取到的位置开始。如果字符的数量小于size。则会读取所有的。如果读取到最后的文件。则会返回空串
readline() 该方法用来读取一行
readlines() 该方法用于一行一行的读取内容,它会一次性将读取到的内容封装到一个列表当中返回

6.4文件写入

• write()来向文件中写入内容
• 该方法可以分多次向文件写入内容
• 写入完成之后该方法会返回写入的字符的个数
• 使用open()函数打开文件时,必须要指定打开文件要做的操作(读、写、追加)。如果不指定操作类型,则默认是读取文件,而读取文件是不能向文件中写入
• r 表示只读
• w表示可以写。使用w写入文件时,如果文件不存在则会创建一个文件。如果文件存在则会覆盖原文件内容

6.5二进制文件的读写操作

  • 读取文本文件时,size是以字符为单位。读取二进制文件时,size是以字节为单位
  • 我们用wb来写入二进制文件
    补充:
    有关对象的销毁问题:
    函数(函数调用结束,函数里的局部变量就被销毁)
    结束运行(程序结束运行)
    文件打开与关闭(文件关闭,open函数创建的对象就被销毁)
    注:write()与read()都会记录位置

这期python基础课程已经完结,学的不错,哈哈哈
下一阶段的计划:大概率是刷题篇,加油

<think> 首先,用户的问题是关于Python time模块的使用指南和相关知识的。根据系统级指令,我需要使用中文回答,并确保回答结构清晰。用户提到了参考站内引用,我必须参考之前的引用内容。 回顾用户提供的引用: - 引用[1]:关于Python datetime模块。 - 引用[2]:关于Python time模块的使用指南,包括函数速查表等。 - 引用[3]:关于Python json模块。 用户明确说:“我想了解Python time模块的相关信息”,所以我应该专注于引用[2],因为它直接相关。引用[1]和[3]是相关的,但用户重点是time模块。 系统指令说:“尽可能多的参考用户上一次的问题和你的回答。” 上一次的问题是什么?在这个对话中,用户的上一个问题似乎是:“我想了解Python time模块的相关信息 请问Python time模块的使用指南和相关知识”,这是同一个问题。所以,没有之前的回答;这是对话的开始。 在上下文顶部,有“§§相关问题§§”,但那是示例中的内容,不是实际对话的一部分。用户输入从“参考站内引用:”开始。 所以,我需要基于引用[2]来回答这个问题。 回答结构:系统指令要求回答结构清晰,帮助用户逐步解决问题。并且,在末尾自然地生成相关问题。 内容要点: - 介绍Python time模块。 - 解释其主要功能和用途。 - 列出并解释关键函数。 - 提供示例代码(如果需要)。 引用[2]提供了函数速查表,包括: - time.asctime([t]) - time.ctime([secs]) - time.clock_gettime(clk_id) - time.ns() 我需要扩展这些,因为用户想深入了解。 系统指令还要求:所有行内数学表达式使用$...$格式,独立公式使用$$...$$格式。但在time模块上下文中,可能没有数学表达式,所以我可以忽略。 生成相关问题:在回答末尾添加相关问题,类似示例中的格式。 格式: - 使用中文。 - 段落清晰。 - 在引用的段落末尾添加引用标识,如[^1]。引用来自用户提供的[^2],所以我应该引用[^2]。 用户提供的引用是“[^1]”、“[^2]”、“[^3]”,所以我需要在使用时引用它们。 回答大纲: 1. 介绍Python time模块:简要说明其作用和重要性。 2. 主要功能和用法:解释核心概念,如时间戳、结构化时间等。 3. 关键函数详解:基于引用[2],解释每个函数。 4. 示例代码:可以添加简单的代码示例来演示如何使用这些函数。 5. 总结。 6. 生成相关问题。 确保回答真实可靠:基于Python官方文档的知识补充。引用[2]似乎是从文档中提取的,所以我可以信任它。 最后,生成相关问题,如: 1. time模块与datetime模块有什么区别? 2. 如何使用time模块处理时区问题? 3. time模块在性能分析中的应用? 现在,构建回答。 </think> ### Python time模块使用指南和相关知识 Python的`time`模块是标准库中用于处理时间相关操作的核心工具,它提供了丰富的函数来处理时间戳、结构化时间转换、时间格式化等任务。这在计时、调度、性能分析、日志记录等场景中非常实用[^2]。下面我将逐步介绍`time`模块的核心知识点和使用方法,确保内容基于可靠的Python文档和实践经验。 #### 1. **模块概述** `time`模块主要用于获取和处理系统时间,它基于Unix时间戳(从1970年1月1日UTC开始的秒数)。该模块是底层实现,适合需要高精度或系统级时间操作的场景。相比于`datetime`模块(引用[1]中提到的日期时间处理工具),`time`更轻量级且专注于时间操作,但不直接处理日期和时区问题[^2]。使用时需要注意,许多函数依赖于操作系统特性,因此在跨平台开发中应谨慎。 #### 2. **核心功能和概念** - **时间戳(Timestamp)**:浮点数形式表示的时间值,单位是秒(例如,`time.time()`返回当前时间戳)。 - 对于更高精度,Python 3.7+提供了纳秒级时间戳函数`time.ns()`。 - **结构化时间(Struct Time)**:一个元组形式的时间表示,包含9个元素(如年、月、日、小时、分钟、秒等),便于人类可读。 - **可读字符串(Readable String)**:将时间转换为易读的格式,常用于日志或输出。 这些概念相互转换是`time`模块的核心功能: - 时间戳 ↔ 结构化时间 ↔ 可读字符串。 #### 3. **关键函数详解(基于引用[2]的函数速查表)** 以下是`time`模块的主要函数,我会逐一解释其用途和参数。所有示例代码使用Python 3.7+语法。 - **`time.asctime([t])`** - **功能**:将结构化时间(tuple)转换为可读字符串(如 "Tue Jun 22 21:35:00 2023")。如果不提供参数`t`,默认使用当前时间。 - **示例**: ```python import time # 创建结构化时间元组 (年, 月, 日, 小时, 分钟, 秒, 星期几, 一年中的第几天, 夏令时标志) t = (2023, 6, 22, 21, 35, 0, 0, 0, 0) print(time.asctime(t)) # 输出: "Thu Jun 22 21:35:00 2023" ``` - **`time.ctime([secs])`** - **功能**:将时间戳(seconds)转换为可读字符串(类似`asctime`格式)。如果不提供参数`secs`,默认使用当前时间戳。 - **示例**: ```python import time timestamp = time.time() # 获取当前时间戳 print(time.ctime(timestamp)) # 输出当前时间的可读字符串,如 "Thu Jun 22 21:35:00 2023" ``` - **`time.clock_gettime(clk_id)`** - **功能**:获取特定时钟源的时间(单位:秒),需要操作系统支持。`clk_id`是常量,如`time.CLOCK_REALTIME`(系统实时时间)或`time.CLOCK_MONOTONIC`(单调时钟,用于性能测试)。 - **注意**:此函数在Windows上可能不可用;推荐在Linux环境中测试。 - **示例**: ```python import time try: monotonic_time = time.clock_gettime(time.CLOCK_MONOTONIC) print(f"单调时钟时间: {monotonic_time} 秒") except AttributeError: print("该系统不支持clock_gettime!") ``` - **`time.ns()`(Python 3.7+)** - **功能**:返回当前时间戳的纳秒级精确值(integer)。这比`time.time()`更精确,适用于高性能场景(如基准测试)。 - **示例**: ```python import time start = time.ns() # 开始时间(纳秒) # 执行一些操作,例如循环 for _ in range(1000000): pass end = time.ns() # 结束时间(纳秒) print(f"执行耗时: {(end - start) / 1e9} 秒") # 转换为秒输出 ``` 其他常用函数: - **`time.sleep(secs)`**:暂停程序执行指定秒数。 - **`time.strftime(format[, t])`**:将结构化时间格式化为自定义字符串(如`"%Y-%m-%d %H:%M:%S"`)。 - **`time.gmtime([secs])`**:将时间戳转换为UTC结构化时间。 - **`time.localtime([secs])`**:将时间戳转换为本地时区的结构化时间。 #### 4. **实际应用场景和示例** `time`模块在以下场景中非常有用: - **计时和性能分析**:使用`time.ns()`或`time.time()`测量代码段执行时间。 ```python import time start = time.time() # 模拟耗时操作 time.sleep(1) # 暂停1秒 end = time.time() print(f"代码执行耗时: {end - start} 秒") ``` - **日志记录**:结合`time.ctime()`生成可读时间戳。 ```python import time log_message = f"[{time.ctime()}] 错误发生: 文件未找到" print(log_message) ``` - **调度任务**:在循环中使用`time.sleep()`实现定时执行。 #### 5. **注意事项和最佳实践** - **精度问题**:`time.time()`在Windows上精度约15ms,在Linux上更高;如需纳秒级,优先使用`time.ns()`。 - **时区处理**:`time`模块不内置时区支持;需要时区转换时,建议结合`datetime`模块(引用[1])或外部库如`pytz`。 - **跨平台兼容性**:`clock_gettime()`等函数在非Unix系统上可能不工作,开发时应添加异常处理。 - **与datetime模块对比**:`datetime`更适合日期计算和格式化(引用[1]),而`time`更适合底层时间戳操作。 通过掌握这些知识点,你可以高效使用`time`模块处理各种时间相关任务[^2]。如果你有特定需求(如时间序列分析),可以参考`datetime`模块(引用[1])或`json`模块(引用[3])进行数据序列化。
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