rikako-note/python/py.md

- [Python](#python)
  - [变量](#变量)
  - [字符串](#字符串)
    - [字符串首字母大写](#字符串首字母大写)
    - [字符串全部字符大写](#字符串全部字符大写)
    - [字符串全部字符小写](#字符串全部字符小写)
    - [字符串删除空白符](#字符串删除空白符)
    - [访问字符串中字符](#访问字符串中字符)
    - [字符串切片](#字符串切片)
    - [字符串迭代](#字符串迭代)
  - [数字](#数字)
    - [/](#)
    - [//](#-1)
    - [数字类型向字符串类型转换](#数字类型向字符串类型转换)
  - [列表](#列表)
    - [访问列表中元素](#访问列表中元素)
    - [列表元素操作](#列表元素操作)
      - [修改](#修改)
      - [插入到末尾](#插入到末尾)
      - [在某位置之前插入](#在某位置之前插入)
      - [删除列表中的元素](#删除列表中的元素)
      - [列表与栈api](#列表与栈api)
      - [remove](#remove)
    - [列表排序](#列表排序)
      - [sort](#sort)
      - [sorted](#sorted)
    - [列表中顺序反转](#列表中顺序反转)
    - [获取列表长度](#获取列表长度)
    - [遍历列表](#遍历列表)
    - [range](#range)
    - [max, min, sum](#max-min-sum)
    - [根据一个列表生成另一个列表](#根据一个列表生成另一个列表)
    - [切片](#切片)
    - [列表复制](#列表复制)
  - [元组](#元组)
  - [if](#if)
    - [and/or](#andor)
    - [列表中是否包含某值](#列表中是否包含某值)
    - [列表中是否不包含某值](#列表中是否不包含某值)
    - [多分支if/elif/else](#多分支ifelifelse)
  - [字典](#字典)
    - [向字典中添加键值对](#向字典中添加键值对)
    - [删除字典中的键值对](#删除字典中的键值对)
    - [字典遍历](#字典遍历)
    - [按顺序遍历字典的key](#按顺序遍历字典的key)
  - [while](#while)
  - [函数](#函数)
    - [参数默认值](#参数默认值)
    - [接收多个参数](#接收多个参数)
  - [文件操作](#文件操作)
    - [文件读取](#文件读取)
    - [写入文件](#写入文件)
    - [文件末尾追加](#文件末尾追加)
  - [module](#module)
    - [运行module](#运行module)
    - [module search path](#module-search-path)
    - [dir](#dir)
    - [package](#package)
      - [from ... import \*](#from--import-)
  - [异常处理](#异常处理)
    - [抛异常](#抛异常)
      - [捕获异常后重新抛出异常](#捕获异常后重新抛出异常)
      - [主动抛出异常](#主动抛出异常)
  - [数据存储](#数据存储)
    - [json.dump](#jsondump)
    - [json.load](#jsonload)
  - [http api](#http-api)
  - [多线程](#多线程)
  - [linux命令交互](#linux命令交互)
  - [正则](#正则)
    - [match](#match)
    - [search](#search)
    - [pattern](#pattern)
      - [findall](#findall)
      - [finditer](#finditer)
  - [面向对象](#面向对象)
    - [命名空间](#命名空间)
  - [module](#module-1)
    - [module name](#module-name)
    - [module statements](#module-statements)
      - [when statements will be executed](#when-statements-will-be-executed)
      - [from ... import ...](#from--import--1)
      - [as](#as)
    - [execute module as script](#execute-module-as-script)


# Python
## 变量
在python中，可以通过如下方式创建变量：
```python
message = "Hello Python Crash Course world!"
```
## 字符串
### 字符串首字母大写
```python
name = "ada lovelace"
print(name.title())
```
### 字符串全部字符大写
```python
name = "Ada Lovelace"
print(name.upper())
```
### 字符串全部字符小写
```python
name = "Ada Lovelace"
print(name.lower())
```
### 字符串删除空白符
```py
name = " Asahi Ogura    `
# 删除左空白 
name.lstrip()
# 删除右空白
name.rstrip()
# 删除左右空白
name.strip()
```
### 访问字符串中字符
ptyhon可以通过数组下标来访问字符串中的字符，如果字符串长度为n，那么索引范围为`[0, n-1]`，同时，在python中还可以使用负数的索引，索引范围为`[-n, -1]`。

在python字符串中，第一个字符可以通过索引下标`0`和`-n`来访问，最后一个字符可以通过`n-1`和`-1`来访问。

### 字符串切片
字符串切片可以通过`str[from:to:step]`来标识，其标识下标为`[from, to)`范围内的子字符串，步长为`step`。

```py
temp = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"
```

其中，输出`[0,10)`范围内的字符串可以采用如下方式：
```py
print(temp[0:10])  # ABCDEFGHIJ
print(temp[0:10:1]) # ABCDEFGHIJ
```

当步长被设置为2时，输出内容如下：
```py
print(temp[0:10:2]) # ACEGI
```

正数索引和负数索引混用：
```py
# 输出不包含末尾2个字符的子字符串
print(temp[0:-2]) # ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWX
print(temp[0:24]) # ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWX
print(temp[:-2]) # ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWX

# 输出末尾两个字符的子字符串
print(temp[-2:])
```
逆序输出字字符串
```py
print(temp[::-1]) # ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
print(temp[-1:0:-1]) # ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
print(temp[25:0:-1]) # ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
```
### 字符串迭代
python中字符串可迭代，示例如下：
```py
temp = "ABCDE"
for ind, ch in enumerate(temp):
    print("ind = "+str(ind)+", ch = "+ch, end="\n")

# ind = 0, ch = A
# ind = 1, ch = B
# ind = 2, ch = C
# ind = 3, ch = D
# ind = 4, ch = E
```

## 数字
### /
python中，整数执行`/`操作默认并不会进行整除，而是可能生成浮点数
```py
print(3/2) # 1.5
```

### //
python中，如果要执行整除，应该使用`//`运算符，该运算符为向下取整
```py
print(3//2) # 1
print(-3//2) # -2
```
> 和java不同，java在执行整数除时，会舍弃掉小数部分，例如`-3/2`，java中结果为-1，而python则是向下取整为-2
>
> 如果python中`/`操作想要和java保持一直，可以使用math中的`trunc`函数，`math.trunc(-3/2)`返回结果和java中一样，为`-1`

### 数字类型向字符串类型转换
可以通过str函数将数字类型转化为字符串类型
```py
temp = 1.2
print("temp = "+str(temp))
```

## 列表
python中通过`[e1, e2, ...]`的形式来标识列表

### 访问列表中元素
可以通过数组下标的方式来访问列表中的元素
```py
temp = [1, "2", "san"]

print(temp[1]) # 2
print(temp[-2]) # 2
```

### 列表元素操作
#### 修改
```py
temp = [1, "2", "san"]

temp[2] = 3.0
print(temp) # [1, '2', 3.0]
```

#### 插入到末尾
如果想要向数组末尾插入元素，可以调用append方法
```py 
temp = [1, "2", "san"]

temp.append("four")
print(temp) # [1, '2', 'san', 'four']
```
#### 在某位置之前插入
如果想要在特定位置之前插入元素，可以调用insert方法
```py
temp = [1, "2", "san"]

temp.insert(1, "1.5")
print(temp)  # [1, '1.5', '2', 'san']
temp.insert(4, "four")
print(temp)  # [1, '1.5', '2', 'san', 'four']
```
#### 删除列表中的元素
如果想要删除列表中的元素，可以通过del关键字进行删除
```py
temp = [1, "2", "san"]

del temp[1]
print(temp) # [1, 'san']
```

#### 列表与栈api
列表append操作是将元素追加到列表末尾，同时列表还支持pop操作，将列表末尾的元素作为栈顶元素弹出。

如果此时列表为空，那么调用pop方法将抛出异常

```py
temp = [1, "2", "san"]


print(temp.pop())  # san
print(temp.pop())  # 2
print(temp.pop())  # 1
print(temp.pop())  # IndexError: pop from empty list
```

还可以为pop方法指定一个下标，此时可以弹出任何位置的元素
```py
temp = [1, "2", "san"]


print(temp.pop(1)) # 2
print(temp.pop(0)) # 1
print(temp.pop(0)) # san
```
#### remove
在列表中，可以调用remove来移除列表中值为xxx的元素。

remove默认只会移除第一个匹配的元素
```py
temp = [2, 1, 2, 1, 2]

temp.remove(2)
print(temp) # [1, 2, 1, 2]
```

### 列表排序
#### sort
可以通过sort方法针对列表中的元素进行排序，sort方法会该表列表中的元素顺序
```py
temp = [2, 1, 2, 1, 2]

temp.sort()
print(temp) # [1, 1, 2, 2, 2]
```

如果想要逆向排序，可以为sort方法指定`reverse=True`
```py
temp = [2, 1, 2, 1, 2]

temp.sort(reverse=True)
print(temp) # [2, 2, 2, 1, 1]
```

#### sorted
如果不想改变原列表中的元素顺序，而是生成一个排好序的新列表，可以调用sorted函数
```py
temp = [2, 1, 2, 1, 2]

print(sorted(temp)) # [1, 1, 2, 2, 2]
print(sorted(temp, reverse=True)) # [2, 2, 2, 1, 1]
print(temp) # [2, 1, 2, 1, 2]
```

### 列表中顺序反转
如果不想对列表中元素进行排序，只是想逆序列表中的数据，可以调用reverse方法
```py
temp = [2, 1, 2, 1, 3]

temp.reverse()
print(temp) # [3, 1, 2, 1, 2]
```
### 获取列表长度
可以通过len函数获取列表的长度
```py
temp = [1,2,3]

temp.pop()
print(len(temp)) # 2
temp.pop()
print(len(temp)) # 1
temp.pop()
print(len(temp)) # 0
```

### 遍历列表
在python中，可以通过`for ... in ...`的形式来遍历列表中的元素
```py
temp = [1, 2, 3]

for e in temp:
    print(e)

# 1
# 2
# 3
```

### range
在python中，可以通过range函数生成一系列数字，`range(m,n)`会生成`[m,n)`范围内的数字，可用于`fori`形式的遍历
```py
arr = ["1", "3", "2"]

for ind in range(0, len(arr)):
    print(arr[ind])

# 1
# 3
# 2
```
可以通过range函数来创建数字列表
```py
print(list(range(0, 5))) # [0, 1, 2, 3, 4]
```

range也可以指定步长
```py
print(list(range(0, 7, 2))) # [0, 2, 4, 6]
```

### max, min, sum
针对数字型的列表，支持max、min、sum等函数来求最大值、最小值、总和
```py
arr = list(range(1, 101))

print(max(arr)) # 100
print(min(arr)) # 1
print(sum(arr)) # 5050
```
### 根据一个列表生成另一个列表
python中，根据`[expr(e) for e in list_a]`的语法，可以快速根据一个列表得到应一个列表，目标列表中的每个元素都来源于来源列表的映射
```py
arr = ['amd', 'nvidia']
graphic_msgs = ['fuck '+brand for brand in arr]
print(graphic_msgs) # ['fuck amd', 'fuck nvidia']
```

### 切片
列表的切片和字符串切片类似
```py
arr = [1, 2, 3, 4, 5]
print(arr[::2]) # [1, 3, 5]

print([e**2 for e in arr[::2]]) # [1, 9, 25]
```

### 列表复制
在python中，如果要复制列表，可以创建整个列表的切片
```py
arr = [1, 2, 3]
# 复制列表
arr_copied = arr[:]

print(arr_copied) # [1, 2, 3]

# 对复制后的列表进行写操作，并不会影响复制前的列表
arr_copied.pop()

print(arr_copied) # [1, 2]
print(arr) # [1, 2, 3]
```

## 元组
运行时列表中的元素可以被修改，如果想要让元素不可变，可以使用元组。

元组通过`(e1, e2, e3, ...)`形式来表示，和列表一样，元组也可以通过索引来访问。

但是元组中的元素无法复制，在执行赋值语句时会抛出异常。
```py
pos = (50, 100)

pos[0] = 125 # TypeError:'tuple' object does not support item assignment
```

## if
类似其他编程语言，python也支持if/else语法
```py
cars = ['audi', 'bmw', 'subaru', 'toyota']
for car in cars:
    if car == 'bmw':
        print(car.upper())
    else:
        print(car.title())
```

### and/or
python可以通过`and`和`or`操作符来拼接多个条件。
```py
age = 179
is_alive = True

if age < 0 or age > 150 and is_alive:
    print("age wired")
```

### 列表中是否包含某值
如果想要检查列表中是否包含特定值，可以采用`xxx in list_a`的语法。
```py
arr = [1, 3, 2]

print(1 in arr) # True
```
### 列表中是否不包含某值
如果想要检查列表中是否不包含特定值，可以采用`xxx not in list_a`的语法。
```py
arr = [1, 3, 2]

print(1 not in arr) # False
```

### 多分支if/elif/else
python可以通过if/elif/else的语法实现多分支判断
```py
age = 40
if age < 20:
    print("teen")
elif age < 40:
    print("man")
else:
    print("elder man")
```

## 字典
在python中，通过字典实现了其他语言中的Map数据结构。

```py
dic = {"name": "Ogura Asahi", "age": 17}

print(dic['name']) # Ogura Asahi
```
### 向字典中添加键值对
```py
dic = {"name": "Ogura Asahi", "age": 17}

dic['major'] = "student"
print(dic) # {'name': 'Ogura Asahi', 'age': 17, 'major': 'student'}
```

### 删除字典中的键值对
```py
dic = {"name": "Ogura Asahi", "age": 17}

del dic['age']
print(dic) # {'name': 'Ogura Asahi'}
```

### 字典遍历
字典遍历可以通过`for k, v in dic.items()`的形式完成
```py
dic = {"name": "Ogura Asahi", "age": 17}

for key, val in dic.items():
    print("key = "+key+" , value = "+str(val))
```
如果只想遍历字典的key集合，可以通过`for k in dic.keys()`的方式
```py
dic = {"name": "Ogura Asahi", "age": 17}

for key in dic.keys():
    print("key = "+key)
```
如果只想遍历字典的value集合，可以通过`for v in dic.values()`的形式
```py
dic = {"name": "Ogura Asahi", "age": 17}

for value in dic.values():
    print("value = "+str(value))
```
### 按顺序遍历字典的key
通常，字典的key遍历顺序是不一定的。如果想要按排序后的顺序遍历key，可以采用如下方式：
```py
dic = {"name": "Ogura Asahi", "age": 17}

for key in sorted(dic.keys()):
    print("key = "+str(key))
```
## while
```py
i = 0

while i < 10:
    print(i)
    i += 1
```
## 函数
函数可通过如下方式来定义：
```py
def fuck(brand, boss):
    print("fuck you " + boss + " and your " + brand)


fuck("Nvidia", "Jensen Huang")
```

在调用函数时，可以打乱传入实参顺序，只需要传参时指定参数名称即可：
```py
def fuck(brand, boss):
    print("fuck you " + boss + " and your " + brand)


fuck(boss="Jensen Huang", brand="Nvidia")
```
### 参数默认值
声明函数时，可以为参数指定默认值，故而在调用函数时，可以对有默认值的参数进行省略
```py
def fuck(boss, brand="Nvidia"):
    print("fuck you " + boss + " and your " + brand)


fuck("Jensen Huang")
fuck(brand="Apple", boss="Cook")
```
### 接收多个参数
通过`*paramTup`的形式，python会将函数接收到的参数都存储在一个元组中。
```py
def fuck(*name_list):
    msg = "fuck "
    is_head = True
    for name in name_list:
        if not is_head:
            msg += ", "
        is_head = False
        msg += name
    print(msg)


fuck("Nvidia", "Amd")
```
## 文件操作
### 文件读取
```py
with open('pi_digits.txt') as file_object:
    contents = file_object.read()
    print(contents)
```
### 写入文件
```py
filename = 'programming.txt'
with open(filename, 'w') as file_object:
    file_object.write("I love programming.")
    file_object.write("I love creating new games.")
```

### 文件末尾追加
```py
filename = 'programming.txt'
with open(filename, 'a') as file_object:
    file_object.write("I also love finding meaning in large datasets.\n")
    file_object.write("I love creating apps that can run in a browser.\n")
```

## module
在python中，支持将一些公用的实现放在一个文件中，在使用时可以在其他script中导入该文件并对公共实现进行调用。

此时，放置公共实现的文件称为module，module中的定义可以被其他module导入。

module是一个包含python定义和statement的文件，`file name`是`module name`加上`.py`。在module中，module name可以通过global变量`__main__`来进行访问。


module中可以包含executable statement和函数定义，statements则是为了初始化module。executable statement只会在module被初次import时执行。

每个module都会有其独有的private namespace，该namespace会用作module中所有函数的global namespace。故而，module的作者可以放心的在mdoule中使用global变量，module global变量有其自己的namespace，并不用担心module global变量和调用方的global变量发生冲突。

故而，可以通过`modname.itemname`来访问module中的global变量。

如果在`module A`中对`module B`执行了导入操作，那么被导入的`module B`中的names将会被全部添加到`module A`的global namespace中。

导入语法如下：

```python
# 直接导入fibo中的names
from fibo import fib, fib2
fib(500)
```

```python
# 从module中导入所有names，_开头的name不会被导入
from fibo import *
fib(500)
```

```python
# 如果import语句后跟随了as，那么as后跟随的名称将会和被导入module绑定
import fibo as fib
fib.fib(500)
```

```python
# 和上一个的效果相同，module通过`fibo`来引用
import fibo
```

```python
from fibo import fib as fibonacci
fibonacci(500)
```
### 运行module
当想要运行module时，可以采用如下方法：
```bash
python fibo.py <arguments>
```
当有一段代码，只有当module以main module的情况下被调用时才会被执行，可以采用如下方式
```python
if __name__ == '__main__':
    # run some code
```

### module search path
当module被导入时，python interpreter首先会在`sys.builtin_module_names`中搜寻module name，built-in-module-names中包含如下module：
```ptyhon3
>>> import sys
>>> sys.builtin_module_names
('_abc', '_ast', '_bisect', '_blake2', '_codecs', '_collections', '_csv', '_datetime', '_elementtree', '_functools', '_heapq', '_imp', '_io', '_locale', '_md5', '_operator', '_pickle', '_posixsubprocess', '_random', '_sha1', '_sha256', '_sha3', '_sha512', '_signal', '_socket', '_sre', '_stat', '_statistics', '_string', '_struct', '_symtable', '_thread', '_tracemalloc', '_warnings', '_weakref', 'array', 'atexit', 'binascii', 'builtins', 'cmath', 'errno', 'faulthandler', 'fcntl', 'gc', 'grp', 'itertools', 'marshal', 'math', 'posix', 'pwd', 'pyexpat', 'select', 'spwd', 'sys', 'syslog', 'time', 'unicodedata', 'xxsubtype', 'zlib')
>>>
```
如果builtin_module_names中不包含被导入的module name，那么其会在`sys.path`中寻找`{module}.py`文件，`sys.path`通过如下路径来初始化：
- input script所处的目录路径
- `PYTHONPATH`全局变量，语法和`PATH`相同
- 安装包默认位置

### dir
通过内置的dir函数，可以输出module中的names
```bash
>>>import fibo, sys
>>>dir(fibo)
['__name__', 'fib', 'fib2']
>>>dir(sys)  
['__breakpointhook__', '__displayhook__', '__doc__', '__excepthook__',
 '__interactivehook__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__',
 '__stderr__', '__stdin__', '__stdout__', '__unraisablehook__',
 '_clear_type_cache', '_current_frames', '_debugmallocstats', '_framework',
 '_getframe', '_git', '_home', '_xoptions', 'abiflags', 'addaudithook',
 'api_version', 'argv', 'audit', 'base_exec_prefix', 'base_prefix',
 'breakpointhook', 'builtin_module_names', 'byteorder', 'call_tracing',
 'callstats', 'copyright', 'displayhook', 'dont_write_bytecode', 'exc_info',
 'excepthook', 'exec_prefix', 'executable', 'exit', 'flags', 'float_info',
 'float_repr_style', 'get_asyncgen_hooks', 'get_coroutine_origin_tracking_depth',
 'getallocatedblocks', 'getdefaultencoding', 'getdlopenflags',
 'getfilesystemencodeerrors', 'getfilesystemencoding', 'getprofile',
 'getrecursionlimit', 'getrefcount', 'getsizeof', 'getswitchinterval',
 'gettrace', 'hash_info', 'hexversion', 'implementation', 'int_info',
 'intern', 'is_finalizing', 'last_traceback', 'last_type', 'last_value',
 'maxsize', 'maxunicode', 'meta_path', 'modules', 'path', 'path_hooks',
 'path_importer_cache', 'platform', 'prefix', 'ps1', 'ps2', 'pycache_prefix',
 'set_asyncgen_hooks', 'set_coroutine_origin_tracking_depth', 'setdlopenflags',
 'setprofile', 'setrecursionlimit', 'setswitchinterval', 'settrace', 'stderr',
 'stdin', 'stdout', 'thread_info', 'unraisablehook', 'version', 'version_info',
 'warnoptions']
```
当dir函数传参为空时，输出当前namespace的names
```bash
>>>a = [1, 2, 3, 4, 5]
>>>import fibo
>>>fib = fibo.fib
>>>dir()
['__builtins__', '__name__', 'a', 'fib', 'fibo', 'sys']
```
dir并不会输出内置的names，内置的names定义在`builtins`module中：
```bash
>>>import builtins
>>>dir(builtins)  
['ArithmeticError', 'AssertionError', 'AttributeError', 'BaseException',
 'BlockingIOError', 'BrokenPipeError', 'BufferError', 'BytesWarning',
 'ChildProcessError', 'ConnectionAbortedError', 'ConnectionError',
 'ConnectionRefusedError', 'ConnectionResetError', 'DeprecationWarning',
 'EOFError', 'Ellipsis', 'EnvironmentError', 'Exception', 'False',
 'FileExistsError', 'FileNotFoundError', 'FloatingPointError',
 'FutureWarning', 'GeneratorExit', 'IOError', 'ImportError',
 'ImportWarning', 'IndentationError', 'IndexError', 'InterruptedError',
 'IsADirectoryError', 'KeyError', 'KeyboardInterrupt', 'LookupError',
 'MemoryError', 'NameError', 'None', 'NotADirectoryError', 'NotImplemented',
 'NotImplementedError', 'OSError', 'OverflowError',
 'PendingDeprecationWarning', 'PermissionError', 'ProcessLookupError',
 'ReferenceError', 'ResourceWarning', 'RuntimeError', 'RuntimeWarning',
 'StopIteration', 'SyntaxError', 'SyntaxWarning', 'SystemError',
 'SystemExit', 'TabError', 'TimeoutError', 'True', 'TypeError',
 'UnboundLocalError', 'UnicodeDecodeError', 'UnicodeEncodeError',
 'UnicodeError', 'UnicodeTranslateError', 'UnicodeWarning', 'UserWarning',
 'ValueError', 'Warning', 'ZeroDivisionError', '_', '__build_class__',
 '__debug__', '__doc__', '__import__', '__name__', '__package__', 'abs',
 'all', 'any', 'ascii', 'bin', 'bool', 'bytearray', 'bytes', 'callable',
 'chr', 'classmethod', 'compile', 'complex', 'copyright', 'credits',
 'delattr', 'dict', 'dir', 'divmod', 'enumerate', 'eval', 'exec', 'exit',
 'filter', 'float', 'format', 'frozenset', 'getattr', 'globals', 'hasattr',
 'hash', 'help', 'hex', 'id', 'input', 'int', 'isinstance', 'issubclass',
 'iter', 'len', 'license', 'list', 'locals', 'map', 'max', 'memoryview',
 'min', 'next', 'object', 'oct', 'open', 'ord', 'pow', 'print', 'property',
 'quit', 'range', 'repr', 'reversed', 'round', 'set', 'setattr', 'slice',
 'sorted', 'staticmethod', 'str', 'sum', 'super', 'tuple', 'type', 'vars',
 'zip']
 ```
### package
假设python项目结构如下，package和子package中包含多个moduels：
```
sound/                          Top-level package
      __init__.py               Initialize the sound package
      formats/                  Subpackage for file format conversions
              __init__.py
              wavread.py
              wavwrite.py
              aiffread.py
              aiffwrite.py
              auread.py
              auwrite.py
              ...
      effects/                  Subpackage for sound effects
              __init__.py
              echo.py
              surround.py
              reverse.py
              ...
      filters/                  Subpackage for filters
              __init__.py
              equalizer.py
              vocoder.py
              karaoke.py
              ...
```
在导入包时，会在sys.path中搜索package的子目录。

如果需要python将目录视为package，需要在目录下加入`__init__.py`文件，该文件可以为空。

使用者可以导入package中独立的模块：
```python
import sound.effects.echo
sound.effects.echo.echofilter(input, output, delay=0.7, atten=4)
```

```python
from sound.effects import echo
echo.echofilter(input, output, delay=0.7, atten=4)
```
#### from ... import *
对于`from {package} import *`，其会查看是否包下定义的`__init__.py`文件中定义了`__all__`变量，如果定义了，那么会导入`__all__`中的所有module。

```python
__all__ = ["echo", "surround", "reverse"]
```

## 异常处理
在python中，可以通过如下语法来进行异常处理
```py
try:
    # code block
    pass
except ErrorType1:
    # error type 1 handling code block
    pass
except ErrorType2:
    # error type 2 handling code block
    pass
except Exception as result:
    # handle other exception types
    pass
else:
    # code block that no error occurs
    pass
finally:
    # code block executed whether exception occurs
    pass
```

### 抛异常
#### 捕获异常后重新抛出异常
如果python在捕获异常后需要重新对异常进行抛出，可以使用`raise`关键字
```py
try:
    m = 10/0
except Exception as e:
    print(e)
    raise
finally:
    print("handle correctly")
```
#### 主动抛出异常
主动抛出异常时，也可使用`raise`关键字
```py
try:
    raise Exception("fucking Nvidia raised their price!")
except Exception as e:
    print(e)
finally:
    print("my wallet is empty!")
```

## 数据存储
### json.dump
可以通过`json.dump`方法将内容以json的格式存储到文件中：
```py
import json


def save_as_json(data, fd):
    json.dump(data, fd)


waifu = {
    "name": "Touma Kazusa",
    "job": "Student",
    "gender": "female",
    "age": 17
}

is_save_success = True
try:
    with open("shiro.json", "w") as shiro_fd:
        save_as_json(waifu, shiro_fd)
except Exception as e:
    print(e)
    is_save_success = False
    exit(1)
finally:
    if is_save_success:
        print("save success!")
```
### json.load
可以通过`json.load`方法读取文件中的json格式内容：
```py
import json


def read_as_json(fd):
    return json.load(fd)


is_read_success = True
try:
    with open("shiro.json", "r") as shiro_fd:
        r_obj = read_as_json(shiro_fd)
        print(r_obj)
except Exception as e:
    print(e)
    is_read_success = False
    exit(1)
finally:
    if is_read_success:
        print("read success!")
```
## http api
python安装requests包之后，可以访问http接口
```py
import math
import requests
import time

try:
    body = requests.get("https://api.m.taobao.com/rest/api3.do", {
        "api": "mtop.common.getTimestamp"
    }).json()
    ts = body['data']['t']
    t = time.localtime(math.trunc(int(ts) / 1000))
    time_str = time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S %z", t)
    print(time_str)
except Exception as e:
    print(e)
    raise
```

## 多线程
python可以通过引入threading和concurrent.futures两个包来引入多线程：
```py
import math
import time
from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor, as_completed
import threading

import requests

ts_arr = []
lock = threading.Lock()


def query_ts():
    try:
        body = requests.get("https://api.m.taobao.com/rest/api3.do", {
            "api": "mtop.common.getTimestamp"
        }).json()
    except Exception as e:
        print(e)
        raise


def query_ts_once():
    ts_beg = time.time_ns()
    query_ts()
    ts_end = time.time_ns()
    ts_spend = math.trunc((ts_end - ts_beg) / 1000000)
    with lock:
        ts_arr.append(ts_spend)


def stress_test(test_cnt):
    with ThreadPoolExecutor(max_workers=32) as executor:
        i = 0
        f_list = []
        while i < test_cnt:
            f_t = executor.submit(query_ts_once)
            f_list.append(f_t)
            i += 1
        as_completed(f_list)


stress_test(100)
print(f"max ts : {max(ts_arr)} ms")
print(f"min ts : {min(ts_arr)} ms")
print(f"avg ts : {sum(ts_arr) / len(ts_arr)} ms")
print(ts_arr)
```

## linux命令交互
如果想要调用系统（linux）的命令，可以使用subprocess模块。
```py
subprocess.run(args, *, stdin=None, input=None, stdout=None, stderr=None, capture_output=False, shell=False, cwd=None, timeout=None, check=False, encoding=None, errors=None, text=None, env=None, universal_newlines=None)
```
调用示例如下：
```py
ret = subprocess.run(['ls', '-l'], capture_output=True, text=True)
print(ret.stdout)
```
输出如下：
```bash
total 4
-rwxrwxrwx 1 asahi asahi  110 May  4 03:18 main.py
-rwxrwxrwx 1 asahi asahi   73 May  4 01:10 shiro.json
drwxrwxrwx 1 asahi asahi 4096 Feb  7 21:39 venv
```

## 正则
python通过re模块提供了正则表达式的支持
### match
match方法定义如下所示
```py
re.match(pattern, string, flags=0)
```
match方法使用示例如下所示：
```py
import re


def main():
    match_res = re.match("(?P<prefix>.*) father", "i am your father")
    if match_res is None:
        print("failed match")
        return
    print(match_res.group("prefix")) # i am your
    print(match_res.group(0)) # i am your father


main()
```

### search
search方法定义如下所示
```py
re.search(pattern, string, flags=0)
```
search方法使用示例如下所示

### pattern
类似java，re提供了compile方法，返回正则编译后的pattern，并通过pattern执行操作

#### findall
`pattern.findall`方法会返回所有匹配的字符串
```py
import re


def main():
    msg = '''although i use amd graphic card, i view it as a trash for its bad performance in ai.
    nvidia is also trash because its crazy price, fuck amd and nvidia!'''
    pattern = re.compile("(amd|nvidia)\\s+(graphic card)?")
    search_res_list = pattern.findall(msg)
    print(search_res_list)


main()

# [('amd', 'graphic card'), ('nvidia', ''), ('amd', '')]
```
#### finditer
`pattern.finditer`会返回所有匹配的match对象
```py
import re


def main():
    msg = '''although i use amd graphic card, i view it as a trash for its bad performance in ai.
    nvidia is also trash because its crazy price, fuck amd and nvidia!'''
    pattern = re.compile("(amd|nvidia)\\s+(graphic card)?")
    search_res_list = pattern.finditer(msg)
    print([e.group(0) for e in search_res_list])


main()

# ['amd graphic card', 'nvidia ', 'amd ']
```

## 面向对象
### 命名空间
命名空间是name到对象的映射集合，在不同的命名空间中，相同name映射到的对象可能会不同。

namespace的示例有：
- 内置name集合：（包含内置异常名称和函数名，例如`abs()`函数）
- module中的global names
- 函数调用中的local names

> 在某种程度上来说，对象中的attributes也构成了一个命名空间

## module
python支持将文件内容拆分到多个文件中，将function definition放置到文件中后，在`其他文件`或`interactive instance`中可以针对fucntion definition进行导入。

放置function definition的文件被称之为`module`，通常用来定义公共方法。

### module name
module为包含python definition和statements的文件。file name由module name和`.py`后缀组成。在module中，module的名称可以通过全局变量名`__name__`进行访问。

如果在文件`fibo.py`中定义如下内容：
```py
# Fibonacci numbers module

def fib(n):
    """Write Fibonacci series up to n."""
    a, b = 0, 1
    while a < n:
        print(a, end=' ')
        a, b = b, a+b
    print()

def fib2(n):
    """Return Fibonacci series up to n."""
    result = []
    a, b = 0, 1
    while a < n:
        result.append(a)
        a, b = b, a+b
    return result
```
那么`fibo`module中的内容可以通过如下方式进行导入
```py
import fibo
```
上述导入并不会将定义在`fibo`module中的function name直接添加到当前的命名空间，其只是将module name`fibo`添加到了命名空间，可以通过module name访问module中定义的内容：
```py
fibo.fib(1000)

fibo.fib2(100)

fibo.__name__
```
### module statements
在module中除了可以包含function definition外，还可以包含可执行statements。该可执行statements用于对module进行初始化。

#### when statements will be executed
module中的statements只会在`第一次该module被导入`时执行。(如果module文件其本身被执行，而非作为依赖被其他文件导入，那么module中的statements也同样会被执行)

每个module都拥有其自己的private namespace，并且对于定义在module中的所有方法而言，`private module`既是`global namespace`。故而，作为module的开发者而言，其可以自由的使用global variables，而不用担心其global variables名称和module使用者定义的global variables发生冲突。

如果想要访问在module中定义的global variables，可以使用`modname.itemname`的方式。

通常而言，对于module的import被放置在文件的最外层最开始的部分，`但这并非是必须的`。在文件最外层被导入的module，其module name会被添加到当前文件的module glboal namespace中。

#### from ... import ...
import还存在一个变体，可以从module中直接导入name，而不是导入module后通过module name访问module中内容：
```py
from fibo import fib, fib2
fib(500)
```
在上述示例中，`fibo`并没有被引入到当前文件的global namespace中。

除此之外，还可以导入module中所有的name
```py
from fibo import *
fib(500)
```
同样的，`fibo`也不会被导入到当前global namespace中。

上述`from fibo import *`语句会导入`fibo`module中定义的所有name，但是以下划线`_`开头的名称除外。

通常情况下，不要使用`from fibo import *`来进行导入，因为其引入的name是不确定的，可能会覆盖你所定义的部分内容。

#### as
在对其他module执行import操作时，可以通过as来进行重命名

```py
import fibo as fib
fib.fib(500)
```
上述示例中，`fib`的名称将会绑定到module `fibo`。

```py
from fibo import fib as fibonacci
fibonacci(500)
```

### execute module as script
当想要将module作为script执行时，可以使用如下命令：
```bash
python fibo.py <arguments>
```

上述`将module作为script执行的命令`，和`导入module时对module进行执行`的行为实际上是一致的，唯一区别如下：
- `module作为script执行`: `__name__`值为`__main__`
- `module被导入`: `__name__`值为`module name`

故而，在module中包含如下代码
```py
if __name__ == "__main__":
    import sys
    fib(int(sys.argv[1]))
```
可以使module既可作为module被导入，也可以作为可执行的脚本，其中该代码块只会在module作为main file时才会被执行。

并且，在module被导入时，`sys`并不会被导入。