python学习笔记：第19天类的约束、异常、MD5和logging

一、类的约束
二、异常处理：
三、MD5加密
四、日志（logging模块）

一、类的约束

真正写写项目的代码时都是多人协作的，所以有些地方需要约束程序的结构。也就是说，在分配任务之前就应该把功能定义好，然后分别交给底下的程序员来完成相应的功能。

在python中有两种办法来约束类的方法：

第一种方法使用继承的特性：提取⽗类，然后在⽗类中定义好⽅法，在这个⽅法中什么都不⽤⼲，就抛⼀个异常就可以了。这样所有的⼦类都必须重写这个⽅法，否则访问的时候就会报错。

class Base:

    def run(self):

        raise NotImplementedError('子类没有实现login方法')

class Foo1(Base):

    def run(self):

        print('Foo1\'s Function')

class Foo2(Base):

    def run(self):

        print('Foo2\'s Function')

class Foo3(Base):

    def run3(self):                         # Foo3中没有按规范重写run方法，这里会报错

        print('Foo3\'s Function')

l1 = [Foo1(), Foo2(), Foo3()]

for item in l1:

    item.run()

结果如下：

第二种方法是使⽤元类来描述⽗类：在元类中给出⼀个抽象⽅法，这样⼦类就不得不给出抽象⽅法的具体实现，也可以起到约束的效果。

from abc import ABCMeta, abstractmethod                 # 导入抽象元类和定义抽象方法的装饰器

class Aminal(metaclass=ABCMeta):                        # 在创建类的时候指定要使用ABCMeta元类

    @abstractmethod

    def eat(self):                                      # 然后定义了一个抽象方法

        pass

class Cat(Aminal):

    pass

c = Cat()

c.eat()

上面的结果告诉我们，必须要实现抽象类才能实例化这个对象，手动重写这个方法后就能正常使用了：

from abc import ABCMeta, abstractmethod

class Aminal(metaclass=ABCMeta):

    @abstractmethod

    def eat(self):

        pass

class Cat(Aminal):

    def eat(self):

        print('猫抓老鼠')

c = Cat()

c.eat()

# 结果：

# 猫抓老鼠

总结: 约束. 其实就是⽗类对⼦类进⾏约束. ⼦类必须要写xxx⽅法. 在python中约束的⽅式和⽅法有两种:

使⽤抽象类和抽象⽅法, 由于该⽅案来源是java和c#. 所以使⽤频率还是很少的
使⽤⼈为抛出异常的⽅案. 并且尽量抛出的是NotImplementError. 这样比较专业, ⽽且错误比较明确.(推荐)

二、异常处理：

异常：所谓异常就是程序在运行过程中出现的异常，这种是事先不能预知的，只有在程序运行时才会出现，所以我们要编写异常处理的程序来应对。

try:

    坑能抛出异常的语句

except 异常1:

    捕获异常1时处理的步骤

except 异常2:

    捕获异常2时处理的步骤

finally:

    try语句块最后执行的操作

解读：程序先执⾏操作, 然后如果出错了会走except中的代码，如果不出错, 执⾏else中的代码。不论处不出错，最后都要执⾏finally中的语句，⼀般⽤try...except就够⽤了，顶多加上finally，finally⼀般⽤来作为收尾⼯作

我们先来看个异常的例子：

# 计算a+b

def cal(a, b):

    try:

        return a + b

    except TypeError as v:                      # 捕获到TypeError异常时执行这段代码块的处理步骤

        print('输入正确的数字（整数或者小数）')

cal(10, '胡辣汤')

# 这个时候会执行自定义的处理方法

# 输入正确的数字（整数或者小数）

上面我们捕获到异常都是python自定义的异常（TypeError和Except等），在一些特定的场景中可能python内置的异常种类不能全部适用，所以我们需要抛出自定义的异常。那么自定义的异常要怎么写？⾃定义异常: 非常简单，只要你的类继承了Exception类，那你的类就是⼀个异常类，就这么简单。

class MyException(Exception):                   # 类继承了Exception类，这个类就是⼀个异常类了

    pass

def cal(a, b):

    if ((type(a) == int) or type(a) == float) and ((type(b) == int) or type(b) == float):

        return a + b

    else:

        raise MyException('输入正确的数字（整数或者小数）')         #  当判断条件为假时我们手动抛出这个自定义异常

try:

    cal(10, '胡辣汤')

except MyException as m:                        # 然后这里捕获异常

    print('捕捉到自定义的异常')                     # 捕获到异常后执行具体的处理步骤

except Exception as e:                          # Exception可以放在最后面，可以捕获所有异常

    print('出错了')

finally:

    print('计算完成')                           # 最后finally语句结尾

# 执行结果：

# 捕捉到自定义的异常

# 计算完成

这里再介绍一个知识点：查看具体的错误信息，当我们真正在调试的时候，最好是能看到错误源⾃于哪⾥，怎么办呢？需要引入另⼀个模块traceback，这个模块可以获到我们每个⽅法的调⽤信息，⼜被成为堆栈信息，这个信息对我们拍错是很有帮助的，使用方法如下：

import traceback

def cal(a, b):

    try:

        return a + b

    except TypeError as v:

        print(traceback.format_exc())           # 这里可以把错误的堆栈信息打印出来，可以方便调试

cal(10, '胡辣汤')

三、MD5加密

MD5消息摘要算法（MD5 Message-Digest Algorithm）是⼀种不可逆的加密算法，它是可靠的，并且安全的（关于MD5加密这一块这里不多做介绍，后面会另外写博客介绍加密/解密这一块的）。在python中我们不需要⼿写这⼀套算法，只需要引入⼀个叫hashlib的模块就能搞定MD5的加密⼯作：

import hashlib

obj = hashlib.md5()                 # 返回一额hash对象

obj.update("alex".encode("utf-8")) # 加密的必须是字节

miwen = obj.hexdigest()

print(miwen)                       # 534b44a19bf18d20b71ecc4eb77c572f

这样加密一串字符真的安全吗，我们在网上有很多在线解密MD5的工具，这个这个字符串放到那些网站上一解密就出来了，如下图：

那么这是为什么呢，这是因为MD5存在的历史悠久，很多字符已经被加密记录到一个库中了，这种所谓的解密就是再这个库中查找记录，如果找到了就成为解密成功，那我们应该怎么避免这种问题呢，其实很简单，我们在生成hash对象时加点盐（salt）就OK了：

import hashlib

obj = hashlib.md5(b'sjfqwjbekwjbckwo23o920fl2')

obj.update("alex".encode("utf-8"))

miwen = obj.hexdigest()

print(miwen)                        # 19c7d5410eda9452205f6b59e8ba2c33

                                    # 这时候在拿去解密他就解密不了了

四、日志（logging模块）

logging模块的使用方法:

导入logging模块
简单配置⼀下logging
出现异常的时候(except). 向⽇志⾥写错误信息.

logging模块的简单使用:

# filename: ⽂件名

# format: 数据的格式化输出. 最终在⽇志⽂件中的样⼦

# 时间-名称-级别-模块: 错误信息

# datefmt: 时间的格式

# level: 错误的级别权重, 当错误的级别权重⼤于等于leval的时候才会写⼊⽂件

logging.basicConfig(filename='x1.txt',format='%(asctime)s - %(name)s - %(levelname)s -%(module)s: %(message)s',

                datefmt='%Y-%m-%d %H:%M:%S',level=30)    # 当前配置表示30以上的分数会被写⼊⽂件

# CRITICAL = 50

# FATAL = CRITICAL

# ERROR = 40

# WARNING = 30

# WARN = WARNING

# INFO = 20

# DEBUG = 10

# NOTSET = 0

logging.critical("我是critical") # 50分. 最贵的

logging.error("我是error") # 40分logging.warning("我是警告") # 警告 30

logging.info("我是基本信息") # 20

logging.debug("我是调试") # 10

logging.log(2, "我是⾃定义") # ⾃定义. 看着给分

最后, 如果你系统中想要把⽇志⽂件分开，比如，⼀个⼤项⽬，有两个⼦系统，那两个⼦系统要分开记录⽇志，⽅便调试，那怎么办呢？注意，⽤上⾯的basicConfig是搞不定的，我们要借助⽂件助⼿(FileHandler)，来帮我们完成⽇志的分开记录；这里如果要修改日志的文件编码格式也是在这里改的：

import logging

# 创建⼀个操作⽇志的对象logger（依赖FileHandler）

file_handler = logging.FileHandler('l1.log', 'a', encoding='utf-8')

file_handler.setFormatter(logging.Formatter(fmt="%(asctime)s - %(name)s - %(levelname)s -%(module)s: %(message)s"))

logger1 = logging.Logger('s1', level=logging.ERROR)

logger1.addHandler(file_handler)

logger1.error('我是A系统')

# 再创建⼀个操作⽇志的对象logger（依赖FileHandler）

file_handler2 = logging.FileHandler('l2.log', 'a', encoding='utf-8')

file_handler2.setFormatter(logging.Formatter(fmt="%(asctime)s - %(name)s -%(levelname)s -%(module)s: %(message)s"))

logger2 = logging.Logger('s2', level=logging.ERROR)

logger2.addHandler(file_handler2)

logger2.error('我是B系统')