python学习笔记：第19天 类的约束、异常、MD5和logging
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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')