11. python 入门复习教程之命名空间与作用域，再谈异常，标准库，持久化与序列化

如果你学习 python 一段时间之后，会经常碰到命名空间，作用域 这两个名词，接下来咱们就从这两个名词开始入手，展开这篇博客。

命名空间与作用域

命名空间是指对象所处的位置，命名二字一般指的是变量名，举一个例子，例如在某个函数内，如果使用了 a = 100 这行代码，遵循的规则是在这个命名空间内，如果之前没有变量 a，那此时定义 a 并且对 a 赋值，如果之前存在 a，那对之前的赋值进行覆盖，这个函数内部，就是变量 a 的命名空间。

作用域指的是某个对象的有效作用范围，这个作用范围又由命名空间决定，所以在一定程度上，作用域和命名空间可以看成一回事情，只是作用域包含的概念更多一些，里面有对象，查找范围，查找规则，是一个大的定义。

一般将 Python 的作用域分为 3 类

• 内建作用域：定义内置函数与内置类型的作用域；

• 全局作用域：最顶层的作用域；

• 局部作用域：一般在函数内部，如果在函数内部在嵌套一个函数，会出现嵌套作用域。

作用域测试案例：

num1 = 1num2 = 2

def func():    # 局部作用域    num1 = 5    print(num1, num2) # 5,2

func()# 全局作用域print(num1, num2) # 1 2

在函数内部 num1 与 num2 输出 5 1，在全局作用域下输出 1 2。

在 func 函数中，num1 被重新赋值，所以函数内部作用域范围内，num1=5，num2 由于在函数内没有被赋值，所以会遵循变量作用域查找范围，从更高级的 全局作用域 中获取值，得到 num2=2。

相应的在全局作用域下，num1 与 num2 依旧保留原值，因函数内的 num1 是重新定义，与全局作用域中的 num1 不是同一变量，这句话需要反复理解。

再谈异常

在 python 中存在两种错误，第一种是运行前错误，比较常见的就是语法错误，第二种是运行时错误，只有当程序运行起来，才会发现错误，例如列表索引溢出 BUG。

我们已经非常熟悉通过 try... except... 去捕获异常了，其中 except 可以多次重复出现，即捕获不同异常内容。

第一个要回顾的知识点就是处理异常的格式：

• except：接受所有异常；

• except 异常类：仅接受异常类；

• except 异常类 as 变量：仅接受异常类，并获取异常类的对象；

• else：无异常时进行的操作；

• finally：最终执行代码。

异常出现红字之后，关注最下方的一行，就比较容易掌握错误的内容。

常见的异常与异常原因：

• SyntaxError：语法错误，重点排查代码书写问题，丢失括号，丢失引号，缩进不对等，比较容易排查；

• Exception：运行时异常：

• NameError：找不到变量名就会出现；

• AttributeError：调用不存在的对象属性时，出现的 BUG；

• TypeError：类型错误，例如数字与字符串相加；

• IndexError：索引错误，索引超出就会引发错误；

• KeyError：字典找不到键；

• ImportError：模块导入错误；

• UnicodeDecodeError：解码错误；

• UnicodeEncodeError：编码错误；

python 标准库

安装好 python 之后，会自动的的安装一些标准库，这些库可以帮助我们更好的开发程序。

接下来摘录部分需要初学阶段就掌握的标准库。

日期库日期库主要就是 datetime 和 time，这部分在滚雪球第二季中已经进行了说明：https://dream.blog.csdn.net/article/details/114413866

正则库正则表达式不是 python 里面的知识点，而是全编程体系下的知识点，在 python 中重点学习的是 re 库，该知识点在第二季中也有涉及，请查阅：https://dream.blog.csdn.net/article/details/114648366。

数学函数库一些常用的数学函数，例如三角函数，对数等内容在 math 模块中，这个模块在之前的系列中没有进行过多的说明，本篇博客进行适当补充。

math 中的常量

• math.pi：常量 π；

• math.e：常量 e；

math 中的函数在列清单之前，先通过 dir 进行整体查阅：

['__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'acos', 'acosh', 'asin', 'asinh', 'atan', 'atan2', 'atanh','ceil', 'copysign', 'cos', 'cosh', 'degrees', 'e', 'erf', 'erfc', 'exp', 'expm1', 'fabs', 'factorial', 'floor', 'fmod', 'frexp','fsum', 'gamma', 'gcd', 'hypot', 'inf', 'isclose', 'isfinite', 'isinf', 'isnan', 'ldexp', 'lgamma', 'log', 'log10', 'log1p','log2', 'modf', 'nan', 'pi', 'pow', 'radians', 'remainder', 'sin', 'sinh', 'sqrt', 'tan', 'tanh', 'tau', 'trunc']

• sin：正弦；

• cos：余弦；

• tan：正切；

• pow：乘方；

• sqrt：平方根；

• radians：获取弧度；

• degree：获取角度；

• log：获取自然对数。

以上函数都在特定场景下有用，不做案例展开。

urllib 模块该模块用于请求网络数据，由于日常写爬虫程序使用第三方 requests 模块比较多，一直忽略该模块，今天将其补齐。

urllib.request.urlretrieve 函数使用该函数可以从指定 url 获取文件。

from urllib import requestfrom urllib import parse
request.urlretrieve("https://www.baidu.com/", "./baidu.html")

request.urlopen 函数通过该函数可以获取网络数据，获取的对象，通过调用 read 或者 readlines 读取相应的网络数据。

如果网络请求需要参数，可以通过 parse.urlencode 函数对参数进行 URL 编码，例如下述代码：

from urllib import parse
data = parse.urlencode({"q": "爬虫100例"})

该参数适用于 POST 请求类型，如果为 GET 请求类型，使用如下代码：

from urllib import requestfrom urllib import parse
data = parse.quote("爬虫100例")
res = request.urlopen(f"https://so.csdn.net/so/search?q={data}")print(res.read())

此处涉及的函数如下：

• quote：对字符串进行 URL 编码；

• unquote：对字符串进行 URL 解码；

• quote_plus：与 quote 一致，增加对空白字符的处理；

• unquote_plus：解码。

data1 = parse.quote("爬虫 100 例")data2 = parse.quote_plus("爬虫 100 例") # 将空格转换为 `+`print(data1, data2)

持久化与序列化

将内存中的对象写入文件，终止程序之后依然可以继续使用，这个过程叫做对象持久化，字符串可以直接写入文件，但是字典或者列表不具备此功能，因为针对这类对象，就出现了序列化相关的概念，将对象转换成按顺序排列的字符串形式，就叫做序列化。

将字典持久化使用 shelve 模块可以将字典内容存储到文件中。shelve对象通过下述代码实现：

import shelve
d = shelve.open("my_dict")d.update({"name":"橡皮擦","age":19})d.close()

运行代码会在当前文件夹下生成 3 个文件，扩展名忽略即可。

读取 shelve 对象也比较简单。

import shelve
d = shelve.open("my_dict")items = d.items()print(list(items))

将对象 pickle 化pickle 模块，也是一个可以将 python 对象进行持久化与序列化的模块，该模块常用的 2 个函数如下：

• dump：将持久化对象写入文件；

• load：从文件读取 pickle 化的对象。

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