【Python】第三章 错误异常处理与面向对象

错误和异常

如果遇到了错误（异常），如何去处理？

基本概念Python 异常

当程序运行时，因为遇到未知的错误而导致中止运行，便会出现Traceback 消息，打印异常。异常即是一个事件，该事件会在程序执行过程中发生，影响程序的正常执行。一般情况下，在Python 无法正常处理程序时就会发生一个异常。异常是Python 对象，表示一个错误。当Python 脚本发生异常时我们需要响应处理它，否则程序会终止执行。

异常描述SyntaxError语法错误NameError未声明/初始化对象IndexError序列中没有此索引KeyboardInterrupt用户中断执行（Ctrl+C）EOFError没有内建输入，到达EOF 标记（Ctrl+D）不适用windows 系统IOError输入/输出操作失败ValueError当操作或函数接收到具有正确类型但值不适合的参数，并且情况不能用更精确的异常，例如 IndexError来描述时将被引发。TypeError字符串与整数相加时触发。检测（捕获）异常

如果一个语句发生了错误或异常，跳过该语句的执行，执行另外的语句。

try except 语句

尝试执行try 语句，如果遇到异常（行不通）则执行except 语句。两个语句执行执行一个。

语法规则

try: pass # 监控这里的异常except Exception[, reason]: pass # 异常处理代码

示例：

# 01 – 异常初探.pytry: username = input(“Please input your name: “) print(f”Welcome, {username}”)except: print(“\nSomething Error!”)捕获多种异常

算命脚本：输入年龄，预测明年的年龄。

可以把多个except 语句连接在一起，处理一个try 块中可能发生的多种异常。

# 02 – 捕获多种异常.pybanner = ”’杰哥的算命脚本1. 预测年龄2. 预测财运3. 预测姻缘”’print(banner)choice = input(“Please input the number: “)choice = int(choice)if choice != 1: print(“好好学习…”) exit()try: age = input(“Please input your age: “) print(f”The next year your name: {int(age) + 1}”)except ValueError: print(“Please input a number!”)except KeyboardInterrupt: print(“\nCtrl + C”)except: print(“\nSomething Error!”)捕获所有异常

如果出现的异常没有出现在指定要捕获的异常列表中，程序仍然会中断。可以使用在异常继承的树结构中，BaseException 是在最顶层的，所以使用它可以捕获任意类型的异常。

except BaseException: # 捕获所有异常，相当于except print(“\nSomething Error!”)

Pyhton 异常树

BaseException 所有异常的基类 | | +– SystemExit 解释器请求退出 | | +– KeyboardInterrupt 用户中断执行(通常是输入^C) | | +– GeneratorExit 生成器调用close();方法时触发的 | | +– Exception 常规错误的基类，异常都是从基类Exception继承的。 | +– StopIteration 迭代器没有更多的值 | +– StandardError 所有的内建标准异常的基类 | +– BufferError 缓冲区操作不能执行 | +– ArithmeticError 所有数值计算错误的基类 | | +– FloatingPointError 浮点计算错误 | | +– OverflowError 数值运算超出最大限制 | | +– ZeroDivisionError 除(或取模)零 (所有数据类型) | +– AssertionError 断言语句失败 | +– AttributeError 访问未知对象属性 | +– EnvironmentError 操作系统错误的基类 | | +– IOError 输入输出错误 | | +– OSError 操作系统错误 | | +– WindowsError (Windows) 系统调用失败 | | +– VMSError (VMS) 系统调用失败 | +– EOFError 没有内建输入,到达EOF 标记 | +– ImportError 导入模块/对象失败 | +– LookupError 无效数据查询的基类，键、值不存在引发的异常 | | +– IndexError 索引超出范围 | | +– KeyError 字典关键字不存在 | +– MemoryError 内存溢出错误(对于Python 解释器不是致命的) | +– NameError 未声明/初始化对象 (没有属性) | | +– UnboundLocalError 访问未初始化的本地变量 | +– ReferenceError 弱引用(Weak reference)试图访问已经垃圾回收了的对象 | +– RuntimeError 一般的运行时错误 | | +– NotImplementedError 尚未实现的方法 | +– SyntaxError 语法错误 | | +– IndentationError 缩进错误 | | +– TabError Tab 和空格混用 | +– SystemError 一般的解释器系统错误 | +– TypeError 对类型无效的操作 | +– ValueError 传入无效的参数 | +– UnicodeError Unicode 相关的错误 | +– UnicodeDecodeError Unicode 解码时的错误 | +– UnicodeEncodeError Unicode 编码时错误 | +– UnicodeTranslateError Unicode 转换时错误 | +– Warning 警告的基类 +– DeprecationWarning 关于被弃用的特征的警告 +– PendingDeprecationWarning 关于特性将会被废弃的警告 +– RuntimeWarning 可疑的运行时行为(runtime behavior)的警告 +– SyntaxWarning 可疑的语法的警告 +– UserWarning 用户代码生成的警告 +– FutureWarning 关于构造将来语义会有改变的警告 +– ImportWarning 关于模块进口可能出现错误的警告的基类。 +– UnicodeWarning 有关Unicode警告的基类。 +– BytesWarning 有关字节警告相关的基类。处理异常try: # 尝试执行某个语句 num = int(input(“The number:”))except BaseException: # 如果遇到异常，执行的语句 print(“something error!”)else: # 如果没有遇到异常，执行的语句 print(num)finally: # 不管是否遇到异常，都要执行的语句。 print(“This is finally”) else 子句：在try 范围中没有异常被检测到时，执行else 子句。在else 范围中的任何代码运行前，try 范围中的所有代码必须完全成功。 finally 子句：finally 子句是无论异常是否发生，是否捕捉都会执行的一段代码。比如获取用户的输入，写入文件，但是如果在获取数据过程中，发生了异常，就会导致整个脚本结束执行，文件也无法关闭了。为了解决这个问题，可以采用异常处理中的finally 子句，也就是说，无论语句是否正常执行，都需要关闭。 # 03 – 处理异常.pybanner = ”’杰哥的算命脚本1. 预测年龄2. 预测财运3. 预测姻缘”’print(banner)choice = input(“Please input the number: “)choice = int(choice)if choice != 1: print(“好好学习…”) exit()try: age = input(“Please input your age: “) age = int(age) except ValueError: print(“Please input a number!”)except KeyboardInterrupt: print(“\nCtrl + C”)except: print(“\nSomething Error!”)else: print(f”The next year your name: {age + 1}”)finally: print(“脚本执行结束，祝你好运！”)特殊场景with 语句

with 语句是用来简化代码的。比如在将打开文件的操作放在with 语句中，代码块结束后，文件将自动关闭。用来简化文件操作的打开和关闭，其中closed 属性是判断文件是否被关闭的

>>> with open(‘foo.py’) as f:内网主机存活检测程序scapy 模块

与scrapy 有非常大的区别。

scapy 是一个Python 的第三方模块，被称为“网络神器”。scapy 模块能够发送、捕获、分析和铸造网络数据包。

主要功能scapy 安装

Windows 下安装scapy

python -m pip install scapy

Kali 中自带scapy 环境。

进入scapy 模块┌──(ajest zh-CN)-[~]└─$ sudo scapy aSPY//YASa apyyyyCY//////////YCa | sY//////YSpcs scpCY//Pp | Welcome to Scapy ayp ayyyyyyySCP//Pp syY//C | Version 2.4.5 AYAsAYYYYYYYY///Ps cY//S | pCCCCY//p cSSps y//Y | https://github.com/secdev/scapy SPPPP///a pP///AC//Y | A//A cyP////C | Have fun! p///Ac sC///a | P////YCpc A//A | Craft packets before they craft scccccp///pSP///p p//Y | you. sY/////////y caa S//P | — Socrate cayCyayP//Ya pY/Ya | sY/PsY////YCc aC//Yp sc sccaCY//PCypaapyCP//YSs spCPY//////YPSps ccaacs using IPython 7.22.0>>>简单使用

构造数据包

>>> pkt = IP()/TCP()>>> pkt.show()###[ IP ]### version = 4 ihl = None tos = 0x0 len = None id = 1 flags = frag = 0 ttl = 64 proto = tcp chksum = None src = 127.0.0.1 dst = 127.0.0.1 \options \###[ TCP ]### sport = ftp_data dport = http seq = 0 ack = 0 dataofs = None reserved = 0 flags = S window = 8192 chksum = None urgptr = 0 options = ”>>> pkt = IP(src = “192.168.1.11”, dst = “192.168.1.1”)/TCP()>>> pkt.show()###[ IP ]### version = 4 ihl = None tos = 0x0 len = None id = 1 flags = frag = 0 ttl = 64 proto = tcp chksum = None src = 192.168.1.11 dst = 192.168.1.1 \options \###[ TCP ]### sport = ftp_data dport = http seq = 0 ack = 0 dataofs = None reserved = 0 flags = S window = 8192 chksum = None urgptr = 0 options = ”>>>

发送数据包

发送数据包的函数说明sr(pkt)发送数据包，接收所有返回包sr1(pkt)发送数据包，接收一个返回包send(pkt)发送数据包，不等待返回包srp(pkt)发送2 层数据包，等待回应sendp(pkt)发送2 层数据包，不等待返回包>>> res = sr1(pkt)Begin emission:Finished sending 1 packets..*Received 2 packets, got 1 answers, remaining 0 packets>>>

查看返回包

>>> res.show()###[ IP ]### version = 4 ihl = 5 tos = 0x0 len = 44 id = 13990 flags = frag = 0 ttl = 255 proto = tcp chksum = 0x46a4 src = 10.9.21.1 dst = 10.9.21.111 \options \###[ TCP ]### sport = http dport = ftp_data seq = 1510518667 ack = 1 dataofs = 6 reserved = 0 flags = SA window = 65535 chksum = 0x4f9c urgptr = 0 options = [(‘MSS’, 1460)]###[ Padding ]### load = ‘\x00\x00’>>>主机存活检测程序# 04 – 内网主机存活检测程序.pyfrom scapy.all import *import logginglogging.getLogger(“scapy.runtime”).setLevel(logging.ERROR)network = “192.168.1.”for host in range(1, 20): ip = f”{network}{host}” print(f”[-] Trying: {ip}”) pkt = IP(src = “192.168.1.11”, dst = ip)/ICMP() res = sr1(pkt, timeout = 0.2, verbose = False) if res : print(f”[+] Alive: {ip}”)面向对象编程类

类是一类事物的统称，比如学生。对象就是类的实例化。

类有属性（变量），比如学生的姓名、性别、年龄、成绩等，也就是编程里面的变量。

类有方法（函数），比如学生的上课、下课等，也就是编程里面的函数。

创建类

类是一种数据结构，我们可以用它来定义对象，对象把数据值和行为特性融合在一起。Python 使用class 关键字来创建类：通常类名的第一个字母大写，推荐使用驼峰式命名法，单词首字母均大写。类有属性（变量）和方法（动作，函数）组成。

class ClassName(bases): ‘class documentation string’ #’类文档字符串’ class_suite # 类体__init__ 方法

__init__() 是类的实例（对象）创建后第一个被调用的方法，通常被用来进行对象中属性（变量）的初始化。设置实例的属性可以在实例创建后任意时间进行，但是通常情况下优先在__init__() 方法中实现。

定义类型实例化对象（创建一个对象）初始化对象（第一次给对象属性赋值）# 05 – __init__.pyclass Stu(): def __init__(self, name, sex, age, score): self.name = name self.sex = sex self.age = age self.score = scorestu1 = Stu(name = “AJEST”, sex = True, age = 24, score = 59.9)print(f”{stu1.name} 的成绩是{stu1.score}”)方法绑定方法

方法仅仅是类内部定义的函数，方法只有在其所属的类拥有实例时，才能被调用；任何一个方法定义中的第一个参数都是变量self，它表示调用此方法的实例对象就是自己。

类中的方法，也就是类中定义的函数，这个函数第一个参数永远是self，表示自己。

# 06 – 绑定方法.pyimport timeclass Stu(): def __init__(self, name, sex, age, score): self.name = name self.sex = sex self.age = age self.score = score def getSocre(self): print(f”{self.name} 的成绩是{self.score}”) def goodGoodStudy(self): print(“好好学习中…”) time.sleep(10) self.score += 0.1stu1 = Stu(name = “AJEST”, sex = True, age = 24, score = 59.9)stu2 = Stu(name = “HMM”, sex = True, age = 24, score = 89.9)stu2.getSocre()stu2.goodGoodStudy()stu2.getSocre()继承子类继承

继承描述了基类（祖先）的属性如何遗传给派生类（子孙），子类可以继承它的基类的任何属性，不管是数据属性还是方法。

# 34 – 子类继承.pyimport timeclass Kid(): def __init__(self, name = “”, sex = “”, age = “”): self.name = name self.age = age self.sex = sex def play(self): print(“玩游戏中…”)class Stu(Kid): def __init__(self,name = “”, sex = “”, age = “”, score = “”): Kid.__init__(self, name, sex, age) self.score = score def get_score(self): print(f”{self.name} 的成绩是{self.score}”) def good_good_study(self): print(“好好学习中…”) time.sleep(10) self.score += 0.1stu1 = Stu(name = “AJEST”, sex = True, age = 24, score = 59.9)stu2 = Stu(name = “LL”, sex = True, age = 25, score = 49.9)stu3 = Stu(name = “HMM”, sex = True, age = 23, score = 99.9)stu4 = Stu(name = “LH”, sex = True, age = 24, score = 79.9)stu1.play()方法重写

如果子类中有和父类同名的方法，父类方法将被覆盖；如果需要访问父类的方法，则要调用一个未绑定的父类方法，明确给出子类的实例。

# 08 – 方法重写.pyimport timeclass Kid(): def __init__(self, name, sex, age): self.name = name self.sex = sex self.age = age def play(self): print(“玩游戏中…”)class Stu(Kid): def __init__(self, name, sex, age, score): Kid.__init__(self, name, sex, age) self.score = score def getSocre(self): print(f”{self.name} 的成绩是{self.score}”) def goodGoodStudy(self): print(“好好学习中…”) time.sleep(10) self.score += 0.1 def play(self): print(“玩王者荣耀中…”) time.sleep(2) self.score -= 10stu1 = Stu(name = “AJEST”, sex = True, age = 24, score = 59.9)stu2 = Stu(name = “HMM”, sex = True, age = 24, score = 89.9)stu2.getSocre()stu2.play()stu2.getSocre()stu2.goodGoodStudy()stu2.goodGoodStudy()stu2.getSocre()stu2.play()stu2.getSocre()多重继承

Python 允许多重继承，即一个类可以是多个父类的子类，子类可以拥有所有父类的属性。

# 09 – 多重继承.pyclass A(): def a(): print(“This is function A!”)class B(): def b(): print(“This is function B!”)class C(A, B): passC.a()C.b()魔法函数类和实例的内建函数函数作用issubclass()判断一个类是另一个类的子类或子孙类isinstance()判定一个对象是否是另一个给定类的实例hasattr()判断一个对象是否有一个特定的属性getattr()获得一个对象的属性值setattr()设置一个对象的属性delattr()删除一个对象的属性常用的魔法函数

魔法函数是系统自带的，会在“恰当”的时候自动调用。

# 10 – 魔术方法.pyclass Test(): def __init__(self): print(“Function __init__ is called!”) def __str__(self): return “Why print(self)?” def __call__(self): print(“Why call me like Function?”)t = Test()print(t)t()私有化

Python 为类元素（属性和方法）的私有性提供初步的形式，由双下划线开始的属性在运行时被“混淆”，所以直接访问是不允许的。

# 11 – 私有化.py# 06 – 绑定方法.pyimport timeclass Stu(): def __init__(self, name, sex, age, score): self.name = name self.sex = sex self.age = age self.__score = score def getSocre(self): print(f”{self.name} 的成绩是{self.__score}”) def goodGoodStudy(self): print(“好好学习中…”) time.sleep(10) self.__score += 0.1stu1 = Stu(name = “AJEST”, sex = True, age = 24, score = 59.9)stu2 = Stu(name = “HMM”, sex = True, age = 24, score = 89.9)stu2.getSocre()