Python快速进阶知识点【岗前必备技能】

Python 课程方向： Web全栈（前端Vue，后端服务（前端App-小程序、 Android/iOS 手机App、 H5 响应式网站）、自动化测试（UI/功能性测试、接口测试）、开发运维（Linux、部署、 Docker））、数据分析+AI+开发（爬虫、Excel文件处理、商业化Power BI、Numpy+Pandas+Notebook+sklearn机器学习算法模型、 Tensorflow/keras/PyTouch 深度机器学习框架）

【重要提示】感兴趣的同学，可以加Disen老师的QQ（610039018）

一、Python基础

1.1 数据类型

1.1.1 常用的数据类型

数值类型： int 整数, float 小数（浮点）
字符类型： str, 表示： “文本信息"或"文本信息” , “”“多行文本”""
布尔类型： bool ，表示： True 或 False
字节类型： bytes, 表示： b""

1.1.2 集合类型

列表 list, 表示: [ ], 列表推导式
元组tuple 表示： (), 一个元素元素: (1, )
字典 dict ，表示 { } ， key对象的类型：一切可被hash对象
集合 set, 表示 set(), 特性：无序、不可重复
生成器和迭代器-> 可迭代对象
- 生成器的创建两种方式：（）推导式和 yield所在的函数
- 迭代器：将其它集合类型通过iter()函数转换

1.1.3 类型转换函数

int(str, base=10), 如 int(“0b1120”, base=16)
float(str)
str(obj) 将任意对象转成字符串
list(可迭代对象)
tuple([[1, 2], ])
dict() ，传参的格式： [ [key, value], …] , ((k, v), …)

字典对象的所有方法： dir(dict)
```
"clear", "copy", "fromkeys", "get", "items", "keys", "pop", "popitem", "setdefault", "update", "values"
```
作业-1：使用多种方式创建字典对象，并练习字典对象中所有的方法。
```
import uuid
def save(**kwargs):
    kwargs.setdefault("id", uuid.uuid4().hex)
    db.save(sql, **kwargs) 
   
  
# 保存-新插入一条记录
save(name="disen", age=20)
save(id=1, name="lucy", age=30)
```
- 问题：创建字典的方法有哪些？
  - {key: value, }
  - dict(zip(keys, values))
    
    dict([(k, v), (k, v)])
    
    dict([ [k, v], [k, v] ])
  - dict(key=value, key=value)
  - 字典推导式 { k:0 for k in range(1, 10) }
    - 给定一个字典对象，用尽量少的代码实现key和value互换？
    - { v:k for k, v in dict1.items() }
  - dict.fromkeys([k1, k2, k3], None)
- 字典对象可迭代吗？迭代的是什么？答：可以的，迭代的key
作业- 2：任意创建字典对象，按value中的数值和字符的ASCII值进行排序。

如： {“a”: “18ac”, “b”:“9bb”, “c”:“18ad”} 排序后的结果是：

{“b”:“9bb”, “a”: “18ac”, “c”:“18ad” }
```
import re
d={"a": "18ac", "b":"9bb", "c":"18ad"} 
 
 
def padding(item):
     value = item[-1]
     new_digits = re.findall(r"\d+", value)[0].rjust(4, "0")
     return re.sub(r"\d+", new_digits, value)
 
dict(sorted(d.items(), key=padding))
```
bool() 可以将任意对象
- 哪些对象可以表示为bool的False?
  - 0 、 ""空字符串、[], None, () , { } , set()
  - 0.0、b""
set()
- add()
- remove()
- pop()
iter()
ord(“ASCII字符”) 将ASCII字符转成数值
chr(n) 将数值转成ASCII字符

案例：随机产生n位长度的验证码

import random

def random_code(_len):
    """
    生成由大小写字母和数字组成的指定长度的验证码
    要求： 不可重复
    """
    ret = set()
    while len(ret) < _len:
        choise = random.randint(0, 2)
        start_, end_  = (ord("0"), ord("9")) if choise == 0 else \
                        (ord("a"), ord("z")) if choise == 1 else \
                        (ord("A"), ord("Z"))

        c_ = chr(random.randint(start_, end_))
        ret.add(c_)
        
     return "".join(ret)

zip(a, b ) 将两个列表转成一个列表，按索引组成一行。

1.1.4 其它类型

主要讲解的是collections模块的集合类型。

import collections

1.1.4.1 namedtuple

有命名的元组类，作用于常量类。一般的类实例对象可以动态增加属性和修改属性值，但是namedtuple声明的类，不能修改属性及属性值的。

help(collections.namedtuple)
示例

Person = collections.namedtuple("Person", ["id", "name", "age", "sex"])
p1 = Person("1001", "disen", 20, "男")
# 报错 AttributeError
# p1.id="1002"
p1.id  # 显示id属性值，正常的

1.1.4.2 OrderedDict

有序字典类，与dict区别是： dict是无序的，OrderedDict可以移动key在任意的位置。

# 正常的字典
p1 = {}
p1["name"] ="lucy"
p1["age"] = 20
p1["birthday"] = "2009-10-11"
# p1
# {"age": 20, "birthday": "2009-10-11", "name": "lucy"}
# 以上的结果，输入和输出的顺序是不一致的，因此，称普通的字典是无序的

# 使用有序字典
p2 = collections.OrderedDict()
p2["age"] = 20
p2["name"] = "disen"
p2["birthday"] = "2009-10-11"
# p2
# OrderedDict([("age", 20), ("name", "disen"), ("birthday", "2009-10-11")])

p2.move_to_end("name", last=False) # last=True表示将key移动到最后的位置

作业-3：参照OrderedDict类，自定义dict类实现有序字典的功能。

#!/usr/bin/python3
# coding: utf-8

class MyOrderedDict(dict):
    dict_list = []

    def __getitem__(self, key):
        print("--getitem-->",  key)
        # 调用父类的方法:  self[key] 获取字典中key值
        return super().__getitem__(key)

    def __setitem__(self, key, value):
        self.dict_list.append((key, value))

        # 调用父类的方法，设置key的value值--》正常字典功能
        super(MyOrderedDict, self).__setitem__(key, value)

    def move_to_end(self, key, last=True):
        k_v = (key, self[key])
        self.dict_list.remove(k_v)
        if last:
            self.dict_list.append(k_v)
        else:
            self.dict_list.insert(0, k_v)

    def __str__(self):
        return str(f"MyOrderedDict({self.dict_list})")

d1 = MyOrderedDict()
d1["name"] = "disen"
d1["age"] = 20
d1["sex"] = "男"

print(d1)
print(d1["name"])

d1.move_to_end("name")
print(d1)

1.2 函数

面试题：

def f(a):
    f.a += a
    print(f.a)
   
f.a = 100
f(100)

【提示】在Python中，一切皆对象。

1.2.1 函数的参数

位置参数传值：从左到右的顺序，依次传值
关键参数传值: 根据参数的名称传值，关键参数必须在位置参数的后面。

import os

# 实现文件(图片、文本、word、excel)的移动或复制
def copy_files(src_path, dst_path, copy=False):
    # 作业-4： 参考 cp 和 mv 命令
    if copy:
       os.system(f"cp {src_path} {dst_path}")
    else:
      os.system(f"mv {src_path} {dst_path} ")
  
  
# 调用函数
copy_files("a.txt", "/files")  # 移动a.txt文件到/files目录中
copy_files(dst_path="b.txt", src_path="a.txt", copy=True) # 复制a.txt为b.txt

parmas = {
  "src_path": "a.txt",
  "dst_path": "b.txt",
  "copy": True
}
copy_files(**params)  # 解构成 key=value, key=value 的形式， **解析字典的

# 实现多个数值累加计算
def cumsum(*args):
  return sum(args)


# 生成多个数的元组
nums = (1, 2, 3)  # tuple((i for i in range(1, 11)))
cumsum(*nums) # *解析元组，  将元素按位置顺序向函数传值

# 扩展： 
nums = (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10)
a, *_, b = nums

1.2.2 回调函数

当某一项任务完成后，由另一个函数将任务完成的结果回传给调用者，这个函数称之为回调函数。

同步调用和异步调用的区别在于是否使用回调函数。

同步调用的示例：

import time
import random

def sum(a, b):
    time.sleep(random.uniform(3, 5))
    return a+b 
   
c = sum(10, 20)  # 同步获取函数返回的结果
c2 = sum(100, 200)
print(c, c2)

异步调用的示例：

import time
import random
import threading

def sum(a, b, callback):
    time.sleep(random.uniform(3, 5))
    ret = a+b 
    callback(ret)  # 回传数据
   
def receive_data(data):
    """接收数据"""
    print("-->", data)

t1 = threading.Thread(target=sum, args=(10, 20, receive_data))
t2 = threading.Thread(target=sum, args=(100, 200, receive_data))
t1.start()  # 异步执行
t2.start()
# 等待子线完成
t1.join()  
t2.join()

print("Game Over!")

1.2.3 匿名函数

匿名（lambda）函数是回调函数的一种用法（写法）。

f=2x+5 为例定义匿名函数，代码如下：

f = lambda x: 2*x + 5
print(f(10))

面试题：是什么是lambda函数？它有什么优点？

- 什么是lambda函数？
  - 是匿名函数
  - 参数可以任意多个
  - 表示式即是函数的返回结果
  
- 它有什么优点？
	- 简洁
	- 减少内存使用

# 如果 x < 10 ，则表达式为 x**2 + 5
# 如果 x > 10 , 则表示式为 x*2 + 10
f = lambda x: x**2 + 5 if x < 10 else x*2 + 10 
f(20)  # 50
f(2)   # 9

1.2.4 高阶函数

sorted() 排序

# key是自定义排序的函数
sorted(iterable, key=None, reverse=False) 返回一个可迭代对象的副本。

a = [(100, 20, 30), (90, 30, 19), (10, 85, 65)]

# 默认按元组中第一个元素进行排序的
# 按元组中第三个数进行排序
sorted(a, key=lambda item: item[-1])

filter() 过滤

过滤函数，通过自定义函数规则，则返回为True元素进行保留。

files = ["a.txt", "b.png", "_.text_c.jpg", "d.txt", "e.txt"]
# 从文件列表中提取文本文件
# list(filter(lambda filename: filename.endswith(".txt"),  files))

for file in filter(lambda filename: filename.endswith(".txt"),  files):
    print(file)

map() 映射

映射函数，将内容转成相应的数据，并返回。

import random

scores = [ round(random.uniform(30, 100),1) for _ in range(10)]
scores_labels = list(map(lambda s: "优" if s>90 else "良" if s>80 else "及格" if s>=60 else "不及格", scores))

reduce() 递归计算

reduce() 递归计算用于累积计算的，如累加和、阶乘等。

import functools

# 计算 n 以内的阶乘
# n*(n-1)*(n-2)*...*1
def reduce_(x, y):
    print(x, y)
    return x*y


# functools.reduce(lambda x, y:  x*y , [n for n in range(1, 7)])
functools.reduce(reduce_, [n for n in range(1, 7)])

1.3 文件操作

1.3.1 open函数

def open(filepath, mode="r", encoding=None, ...)

默认打开模式：  "r" 只读-权限，  "t" 文本-文件类型
常用模式的组合： 
	  r+  读写文本，如果文件不存在，则会报错（异常）
	  r+b 读写字节数据（媒体文件： 图片、音频、视频、office文件）， 如果文件不存在，则报错
	  w+  读写文本， 如果文件不存在，则会自动创建
	  a+/a+b  追加文本或字节数据，如果文件不存在，则会创建。
	  
encoding参数：  只针对读取文本数据模式， 即指定文本数据的编码（名词）， 如果是"b"模式时，则不需要指定这个参数，如果指定则会抛出异常。

# 任务1： 通过编程方式生成一个helloworld的Python脚本文件，并通过os.system()实现脚本的执行。
import os

file_name = "hello.py"
py_file = open(file_name, "w")  # 打开一个文件，并返回一个stream流对象

content = """
print("hi, Disen!")
"""

py_file.write(content)
py_file.close() # 关闭文件流对象

# 执行这个脚本
os.system(f"python { file_name }")

# 任务2： 生成10万8位长度的验证码，并写入到codes.txt文件中。
# 注：每一行是一个验证码。
import random


def random_code(_len):
    """
    生成由大小写字母和数字组成的指定长度的验证码
    要求： 不可重复
    """
    ret = set()
    while len(ret) < _len:
        choise = random.randint(0, 2)
        start_, end_ = (ord("0"), ord("9")) if choise == 0 else \
            (ord("a"), ord("z")) if choise == 1 else \
                (ord("A"), ord("Z"))

        c_ = chr(random.randint(start_, end_))
        ret.add(c_)

    return "".join(ret)


def new_code(filename, size=100000):
    file = open(filename, "a", encoding="utf-8")
    n = 0
    print("--开始生成验证码--")
    while n<size:
        file.write(random_code(8)+"\n")
        n += 1

    print("--生成成功--")
    file.close()

# 任务3： 如何以最优的方式读取codes.txt文件中所有的验证码。
# [提示] 文件流对象可以被迭代
def read_code(filename):
    file = open(filename)
    
    # 文件流对象可以被迭代
    for line in file:
        print(line)
        
    file.close()

1.3.2 with上下文

with 是Python中管理上下文环境时的关键字，当某一个对象在使用with时，则会存在两个节点，即当对象进入上下文时，则调用对象的__enter__()方法，此方法返回一个对象，在with表达式中，通过as关键字来接收这个对象。当代码执行完，则会退出上下文，此时会调用对象的__exit__()方法。

class MyClass():
    def __enter__(self):
       # 当对象进入上下文环境时，则初始化资源，如打开文件，打开网络连接等
       print("--进入上下文环境时---")
       return self
    
    def __exit__(self, excep_type, excep_val, excep_tb):
       print("--准备退出上下文---")
       if excep_type:
          print("--出现的异常-", excep_val)
          
       return True  # 自已处理异常，不会向解释器抛出异常

with MyClass() as obj:
   # obj 已进入上下文
   print("处理业务")
   raise Exception("想找点事")
    
# obj对象退出上下文
print("--业务处理完成--")

# 使用with的文件操作
with open("codes.txt") as f:
    for line in f:
        print(line)

1.4 正则表达式

1.4.1 正则模块

import re

re模块中常用的函数：

compile(pattern, flags) 生成正则对象，一次生成对象，可以被多次调用。
match(pattern, string, flags=0) 如果pattern正则表达式匹配了string内容，则返回match对象，反之返回None。一般用于验证string的完整性（手机号、身份证、邮箱）。
search(pattern, string, pos=0, flags=0) 默认从pos的索引下标开始, 匹配第一次的内容
findall(pattern, string, flags=0) 查找所有与正则匹配的数据，返回list。
sub(pattern, replace_str, string, flags=0) 在string文本中，使用replace_str替换正则匹配的内容

# 验证手机号的合法性
pattern= re.compile(r"1[3-57-9]\d{9}") # 创建手机号正则对象
if pattern.match("17791692095"):
   print("正确的")
else:
   print("Error", "17791692095")

# 提取文本中的数字或手机号
texts = ["源自4075位住客点评","源自1075位住客点评","源自75位住客点评"]
pattern2 = re.compile(r"\d+")
# s = pattern2.search(texts[0])
# s.group(),  s.groups(),  s.groupdict(), s.string
nums = [ pattern2.search(text).group() 
         for text in texts
       ]

# findall()方法
nums = pattern2.findall("".join(texts))

# 使用sub()方法，将点评的数量替换成10000
texts2 = [
  pattern2.sub("10000", text)
  for text in texts
]

正则中的flags参数表示，正则对象匹配的标识，常用的如下所示：

re.S   全称是 DOTALL 表示 .代表任意字符
re.I   全称是 IGNORECASE 表示忽略大小写
re.M   全称是 MULTILINE  表示多行匹配

text = "hello, Disen!"
re.findall(r"disen", text, re.I)

text = """
A： 190 \n
B： 200 \n
C： 120 \n
"""
re.findall(r"\d+", text, re.I|re.M)

# [\u4e00-\u9fa5] 中文表达式的范围
# 查找文本内的中文信息
text = "hi, 狄老师, 下午早点结束!go, go, go!"
re.findall(r"[\u4e00-\u9fa5]+", text)

day02: 中午默写题

什么是lambda函数

- 是一个匿名函数
- 可以接收多个参数
- 表达的结果即是函数返回的结果

尽可能多地写出类型转换函数

int() float()  bool()  str()
list()  set()  tuple()  dict()  iter()
ord() chr()

描述*和**的作用

- 运算： * 乘法,  ** 幂次方
- 函数参数： 
		- * 修饰位置参数， 表示tuple类型
		- ** 修饰关键参数， 表示dict类型		
- 解构数据：
	  - * 解构元素
	  - ** 解构字典

1.4.2 正则的转义字符

\d 任意一个数字 ， 表示[0-9]
\D 非任意一个数字
\w 任意一个数字、字母、下划线或中文【Python中】 ,表示 [a-zA-Z0-9_]
\W 非任意一个数字、字母、下划线或中文
\s 任意一个空白（<Space>空格、<Tab>制表符、<Enter>换行符等）
\S 非任意一个空白

1.4.3 贪婪模式

贪婪模式是指量词贪婪，即想要的更多。

以下量词表示是贪婪的：

* 0或多个
+ 至少1个
？ 0或1个
{n, m}  至少n个，最多m个
{n, } 至少n个

禁止贪婪的写法是在量词表示的后面加一个"?"字符，如：

# abcdgood123
(.*?)good  -> 
.??

# 作业1： 使用正则提取所有图片的src地址

html = """
 <ul>
    <li><img src="images/1.png" ></li>
    <li><img src="images/2.png" ></li>
    <li><img src="images/3.png" ></li>
 </ul>
"""

1.5 异常处理

为什么要处理异常？

为了保证程序的健壮性和容错性，避免程序崩溃，应该在可能存在异常的位置，来捕获异常并根据实际情况来处理。

1.5.1 常用的四种结构

# 1. try-except
try:
  f = open("abc.txt")
  print(f.read())
except:
	print("abc.txt", "文件不存在")

  
try:
  f = open("abc.txt")
  print(f.read())
except Exception as e:
	print("abc.txt", "文件不存在")

try:
  f = open("abc.txt")
  print(f.read())
except OSError as e:
  print("abc.txt", "OS ->文件不存在")
except Exception as e:
	print("abc.txt", "文件不存在")

# 2. try-except-else 
try:
   f = open("abc.txt")
except:
   print("文件不存在")
else:
   # 无异常，文件存在
   print(f.read())

# 3. try-except-finally
# try语句是否存在作用域（有效范围）: 不存在
try:
   f = open("/Users/apple/nxu_pm.sql")
   print(f.read())
except:
   print("文件不存在")
finally:
   if f:
   	 f.close() # 关闭文件

# 4. try-except-else-finally
try:
   f = open("/Users/apple/nxu_pm.sql")
except:
   # 存在异常
   print("文件不存在")
else:
   # 不存在异常
   print(f.read())
finally:
   # 无论是否存在异常，总会执行的
   if f:
   	 f.close() # 关闭文件

1.5.2 自定义异常

常见的异常类：

KeyError：  字典不存在key的错误
AttributeError：  对象不存在属性的错误
TypeError： 数据类型错误
OSError: 打开文件流的错误
IndexError:  索引下标错误

如何自定义异常：

# 为了快速定义错误信息，可以自定义异常
# 封装SDK（Software Development Kit）,根据业务功能，会自定义异常类。
class DBError(Exception):
   pass
  
class FileError(OSError):
   pass

try:
   raise DBError("数据库连接失败")
except Exception as e:
   print(e)

1.6 日志模块

Python的日志模块是： logging

import logging

1.6.1 日志的四大部分

日志是用于记录（Logger）程序中的一些重要信息的，记录的信息按等级(Level)交给特定的处理器Handler按一定的格式（Formatter）进行处理（打印、文件保存、上传网络和发送邮件等）。

1.6.1.1 记录器Logger

# 如果未指定记录器名称，则是默认root的记录器
logger = logging.getLogger("network")

# DEBUG 调试->INFO 消息->WARNING 警告->ERROR 错误->CRITICAL 严重错误
logger.setLevel(logging.INFO)

# 向日志系统中输入消息
logger.debug(msg)
logger.info(msg)
logger.warning() 或 logger.warn()
logger.error()
logger.fatal() 或 logger.critical()

1.6.1.2 日志处理器 Handler

from logging import StreamHandler, FileHandler
from logging.handlers import HTTPHandler, SMTPHandler

StreamHandler 流处理器，控制台打印的
FileHandler 文件处理器，将日志消息写入到文件中
HTTPHandler 网络处理器，将日志消息上传到服务器
SMTPHandler 邮件处理器，将日志消息发送到指定邮件中。

日志记录器和处理器的关系：

一个记录器可以添加多个处理器。

logger.addHandler(handler1)
logger.addHandler(handler2)

logger = logging.getLogger("network")
logger.setLevel(logging.INFO) 

handler1 = StreamHandler()
handler1.setLevel(logging.INFO)

handler2 = FileHandler("network.log")
handler1.setLevel(logging.WARNING)

logger.addHandler(handler1)
logger.addHandler(handler2)

1.6.1.3 处理器的格式化Formatter

每一个日志处理器都应用设置它的日志格式，核心如下：

from logging import Formatter

logger_fmt = "[ %(asctime)s %(name)s %(levelname)s ] %(message)s"
date_fmt = "%Y-%m-%d %H:%M:%S"
fmt = Formatter(fmt=logger_fmt,  datefmt=date_fmt)
handler1.setFormatter(fmt)
handler2.setFormatter(fmt)

1.6.1.4 处理器的过滤器Filter

自已了解。类似于filter()函数。

from logging import Filter 

class MessageFilter(Filter):
    def filter(self, record):
        print(dir(record))
        # 过滤msg中包含‘警告’信息的日志记录
        if record.msg.find("警告") > -1:
            return False  # False表示不要的
        return True  # True表示需要记录的

# 向日志记录器中添加过滤器
logger.addFilter(MessageFilter())

1.6.2 日志的文件处理器

文件处理器是将日志消息，按照某种格式写入文件中。

from logging import FileHandler
from logging.handlers import TimedRotatingFileHandler

TimedRotatingFileHandler(filename, when="h", interval=1, backupCount=0, encoding=None, delay=False, utc=False, atTime=None)

1.6.3 日志的网络处理器

from logging.handlers import HTTPHandler

# host 表示ip地址和端口号， 如: localhost:8000
# url 表示path请求路径， 如 /upload_log/
HTTPHandler(host, url, method="GET")
# 不需要设置formatter格式化，会将日志记录的所有消息都会上传到服务器。

1.6.4 日志的邮件处理器

from logging.handlers import SMTPHandler

# mailhost:  邮件的服务器地址和端口号 如 (smtp.163.com, 465|25)
# credentials: 包含(username, password)
SMTPHandler(mailhost, fromaddr, toaddrs, subject,credentials=None)

handler4 = SMTPHandler("smtp.163.com",
                       "[email protected]", "[email protected]",subject="系统异常提示",
                       credentials=("[email protected]", "EIZNMRJRZUXBDOKB"))  # EIZNMRJRZUXBDOKB 是网易的授权码
handler4.setFormatter(fmt)
handler4.setLevel(logging.CRITICAL)
logger.addHandler(handler4)

作业-2：自我学习 SMTPHandler 发送日志的邮件

作业-3：练习代码+总结

作业-4：中午默写的题抄2遍

综合代码：

#!/usr/bin/python3
# coding: utf-8
import logging
from logging import StreamHandler, FileHandler, Formatter
from logging.handlers import HTTPHandler, SMTPHandler, TimedRotatingFileHandler


# 创建日志记录器
logger = logging.getLogger("network")
logger.setLevel(logging.INFO)

# 创建处理器
handler1 = StreamHandler()
handler1.setLevel(logging.INFO)

# 方法参数的提示快捷键： ctrl+p
handler2 = FileHandler("network.log")
handler2.setLevel(logging.WARNING)

# 创建日志格式化对象
fmt = Formatter(fmt="[%(asctime)s %(name)s %(levelname)s ] %(message)s ",
                datefmt="%Y-%m-%d %H:%M:%S")

# 设置处理器的日志格式化
handler1.setFormatter(fmt)
handler2.setFormatter(fmt)

# 将处理器添加到日志记录器上
logger.addHandler(handler1)
logger.addHandler(handler2)


# 创建每隔7天分隔的日志文件处理器
handler3 = TimedRotatingFileHandler("nt.log", when="S", interval=10)
handler3.setLevel(logging.ERROR)
handler3.setFormatter(fmt)

logger.addHandler(handler3)

if __name__ == "__main__":

    # 开始使用日志记录器记录系统或程序产生消息

    logger.debug("这是一个debug")
    logger.info("这是一个正常的消息")
    logger.warning("这是一个警告的消息")
    logger.error("这是一个错误的消息")
    logger.fatal("这是一个严重错误的消息")

1.7 单元测试

单元测试是测试中最小测试单位，它主要用于检测我们自己写的代码功能是否完整或健全。

import unittest
from unittest import TestCase

# 定义单元测试类
class LoggerTest(unittest.TestCase):
    @classmethod
    def setUpClass(cls):
        print("---测试类运行前的初始化----")

    @classmethod
    def tearDownClass(cls):
        print("---测试类运行后的回收资源----")

    def setUp(self):
        print("---测试方法运行前的初始化----")

    def tearDown(self):
        print("---测试方法运行后的回收资源----")

    def test_sum(self):
        print("--test_sum---")
        a = 100 + 20
        self.assertEqual(a, 120, "Python运算操作存在问题")

    def test_handler(self):
        print("--test_handler---")
        # self.assertFalse(os.path.exists("obj.log"), "文件已存在")
        logger_.logger.info("测试日志文件处理器是否正常")
        self.assertTrue(os.path.exists("obj.log"), "文件不存在")
        with open("obj.log", encoding="utf-8") as f:
            last_line = f.readlines()[-1]

        self.assertTrue("测试日志文件处理器是否正常" in last_line, "记录未成功")

class DBTest(unittest.TestCase):
    @classmethod
    def setUpClass(cls):
        cls.host = "localhost"
        cls.port=3306
        cls.conn = None

    @classmethod
    def tearDownClass(cls):
        del cls.host
        del cls.port
        cls.conn = None


    def test_a1_zconn(self):
        time.sleep(2)
        self.__class__.conn = 123  # 假设数据库连接对象，连接成功则不为None
        self.assertIsNotNone(self.__class__.conn, "连接失败")

    def test_a2_save(self):
        self.assertIsNotNone(self.__class__.conn, "连接失败")
        print("---执行保存数据库的操作--")

【注意】测试脚本的文件名必须是test_xxx.py，在测试类中每个测试方法是以test_开头。测试方法名是按ASCII值从小到大排序的。

测试单元套件 TestSuite 后期给大家补上。

二、面向对象

主要概念：类、类对象、类实例对象

类：描述事物的类型，是多个实例对象共有的属性或方法的集合。

类对象：类的对象，类本身也是对象，是由元类创建的。

# type元类声明类示例
# 元类： 是创建类对象的类
Person = type("Person", (), {"name": "disen", "hi": lambda self: "hi, disen" })

类实例对象：由类通过__new__()方法来创建的实例，简称为对象。

2.1 对象的三大特征

2.1.1 封装性

抽象多个对象的共同属性特征和行为方法，然后封装进类的描述中。

# 声明水果类 - 实体类（数据类）
class Fruit():
    def __init__(self, color, price, summary):
        # self 表示调用此方法的实例对象
        self.color=color
        self.price = price
        self.summary=summary
        
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        # 创建类实例对象的方法
        return super().__new__(cls)
      
      
# 声明水果管理类 - 业务类（功能类）
class FruitManager():
    def __init__(self, max_size=100):
        self.max_size = max_size
        self.current_size = 0
        self.fruits = []

    def add(self, fruit):
        if self.current_size < self.max_size:
            print("添加水果")
            self.current_size += 1
            self.fruits.append(fruit)

    def delete(self, fruit_id):
        del_fruit = None
        for fruit in self.fruits:
            if fruit.id == fruit_id:
                del_fruit = fruit

        if del_fruit:
            self.current_size -= 1
            self.fruits.remove(del_fruit)
            print("删除水果")

    def list(self):
        for f in self.fruits:
            print(f.id, f.color, f.price, f.summary)

class TestFruit(unittest.TestCase):

    @classmethod
    def setUpClass(cls):
        cls.fruitmgr = FruitManager()

    def test_fruit_obj(self):
        f1 = Fruit("red", 10.0, summary="红苹果")
        self.assertIs(f1.color, "red", "对象属性未初始成功")

    def test_add(self):
        fruitmgr = self.__class__.fruitmgr
        fruitmgr.add(Fruit("red", 10.0, summary="红苹果"))
        self.assertEqual(fruitmgr.current_size, 1)


    def test_list(self):
        fruitmgr = self.__class__.fruitmgr
        fruitmgr.list()

day03: 中午默写题

简述一下with的作用?

作用： 将对象交由上下文管理器来管理， 当对象进入上下文时，会调用对象的__enter__()方法，当对象退出上下文时，会调用对象的__exit__()方法。
两个方法的结构：
   __enter__(self) -> 返回对象
   __exit__(self, excep_type, excep_value, excep_tb)
   		返回 True 表示内部处理异常
   		返回 False 或无返回，表示如果存在异常则会抛出（代码外部或解析器）

写出异常处理的四种结构

try-except
try-except-else
try-except-finally
try-except-else-finally

写出日志的五个等级Level名称

DEBUG ->  INFO ->  WARNING -> ERROR -> CRITICAL|FATAL

2.1.2 继承性

继承：某一个可以继承一个或多个父类。

作用：基于父类的方式，扩展子类的功能(具备父类一切特征和行为）。

class Apple(Fruit):
    def __init__(self, color, price, summary, name, city):
        super(Apple, self).__init__(color,price,summary)
        self.name = name
        self.city = city

    def __repr__(self):
        return self.__str__()

    def __str__(self):
        return f"{self.id} {self.name} {self.color} {self.city} {self.price} {self.summary}"

  
class Banana(Fruit):
    pass
  
  
class MyOrderedDict(dict):
    pass

if __name__ == "__main__":
    a1 = Apple("green", 10, "青苹果", "红富士", "延安")
    print(str(a1) + ": 消息")

# 多继承
class Person():
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
    def say(self):
        print(f"hi, {self.name}, {self.age} old years")
  
  
class Worker(Person):
    def __init__(self, name, age, salary):
        super().__init__(self, name, age)
        self.salary = salary
        
    # 重写父类的方法
    def say(self):
        super().say(self)
        print(f"I am is Worker, Salary is {self.salary}")   
        
# 多继承中存在MRO问题： 方法调用的排序算法
class Student(Worker, Person):
    def __init__(self, name, age, sid, salary):
        # super()调用父类的方法时，遵守MRO的顺序
        # 强制使用特定的类来初始化， 但也要遵守MRO的顺序
        # super().__init__(self, name, age)
        Worker.__init__(self, name, age, salary)
        self.sid = sid
        
    # 重写父类的方法
    def say(self):
        super().say(self)
        print(f"I am is Student, SID is {self.sid}")

2.1.3 多态性

多态：多种形态，在方法传参时，形参定义是某一种父类，在调用方法时实参传入是父类或其子类的对象，要求子类重写父类的方法。在方法内部使用时，只限于父类的方法调用，但实际调用子类对应的重写父类的方法。

class Animal():
    def hi(self):
       # 当前方法即为抽象方法
       raise Exception("子类必须实现")
    def start(self):
       raise Exception("子类必须实现")
    def stop(self):
       raise Exception("子类必须实现")

        
class Dog(Animal):
    def hi(self):
        print("hi, Dog")
    def start(self):
       print("Dog staring...")
    def stop(self):
       print("Dog stoped")
    def daemon_home(self):
       print("Dog 守护家")
 
class Cat(Animal):
    def hi(self):
        print("hi, Cat")
    def start(self):
       print("Cat staring...")
    def stop(self):
       print("Cat stoped")
    def mouse(self):
       print("抓老鼠")

def run(animal: Animal) -> None:
    # 多态的体现-animal形参的类型是Animal （统一的形态）
    animal.hi()
    animal.start()
    animal.stop()
    
    # 判断对象的类型
    if isinstance(animal, Dog):
       animal.daemon_home()
    elif isinstance(animal, Cat):
       animal.mouse()
    
dog = Dog()
cat = Cat()
# run()方法中可以传入多种形态的对象
run(dog)  # 多态的体现, 传入实参是Dog类实例对象
run(cat)  # 多态的体现，传入实参是Cat类实例对象

a = Animal()
run(a)  # 报异常， 不能传入Animal对象，必须是它的子类实例对象

2.2 类的魔术方法

类的魔术方法即是object类的方法，以__xx__形式出现的，部分的魔术方法跟内置的函数有直接的关系，如str(obj) 调用obj对象的__str__方法。

2.2.1 算术运算方法

- 减法 __sub__
+ 加法 __add__
* 乘法 __mul__
/ 除法 __truediv__
// 整除 __floordiv__
% 取余 __mod__
** 平方 __pow__

# 设计Num类，实现算术运算
class Num():
    def __init__(self, value):
        self.value = value
    
    def __add__(self, other):
        return self.value + (other.value if isinstance(other, Num) else int(other))

    def __sub__(self, other):
        return self.value - (other.value if isinstance(other, Num) else int(other))

    def __mul__(self, other):
        return self.value * (other.value if isinstance(other, Num) else int(other))

    def __truediv__(self, other):
        return self.value / (other.value if isinstance(other, Num) else int(other))

    def __floordiv__(self, other):
        return self.value // (other.value if isinstance(other, Num) else int(other))

    def __mod__(self, other):
        return self.value % (other.value if isinstance(other, Num) else int(other))

案例用法

# numpy->ndarray类相似
n1 = Num(20)
print(n1 + 100) # 120

n2 = Num(200)
print(n1*n2, n1+n2, n2-n1, n2/n1)

扩展：关系运算的魔术

>  __gt__
<  __lt__
== __eq__
>=  __ge__
<=  __le__
!=  __ne__

2.2.2 自省方法

自省：自我检查，常用方法如下：

- dir(obj) 查看对象或模块的方法、类、属性等信息
- help(obj)/hash(obj)/next(obj)/str(obj)/id(obj)/iter(obj)
- type() 查看对象类型的
- isinstance(obj, Dog) 判断obj是否属于XClass类
- issubclass(cls, Animal) 判断cls是否为Animal的子类
- getattr(obj, "属性或方法名") 获取obj中的指定的属性或方法
- hasattr(obj, "属性或方法名") 判断obj是否包含指定的属性或方法
- setattr(obj, "属性或方法名", value) 动态添加对象的属性或方法

class Person():
    def __init__(self, id, name):
        self.id = id
        self.name = name
    def play(self):
        print(self.id, self.name)
        
        
p = Person(1001, "disen")
print(p.id)
print(getattr(p, "id"))

setattr(p, "level", 100)
print(p.level)

print(hasattr(p, "level")) # 返回 True

2.2.3 上下文方法

class DB:
    def __enter__(self):
        return self
      
    def __exit__(self, excep_type, excep_val, excep_tb):
       if excep_type:
           pass
       return True  # 如果有异常，则内部处理

2.2.4 动态属性的方法

# 类实例对象作为其它类的属性使用时，当获取或修改属性值时，会调用以下方法：
__get__(self, instance, owner)  获取属性值
__set__(self, instance, value)  修改属性值

# 实例对象的属性修改或获取时，会调用以下方法：
__getattribute__(self, item)  获取对象属性
__setattr__(self, key, value) 修改对象属性

示例：

#!/usr/bin/python3
# coding: utf-8

class SonyPrinter():

    def __init__(self, val):
        self.val = val

    def __get__(self, instance, owner):
        print("-SonyPrinter ___get__--")
        # instance -> Printer 实例
        # owner -> Printer类
        # print(self, instance, owner)
        return self.val

    def __set__(self, instance, value):
        print("-SonyPrinter ___set__--")
        # print(instance)
        self.val = value


class Printer(object):
    sony = SonyPrinter("9800")

    def __init__(self, port=9900):
        print("--__init__--")
        self.port = port

    def __getattribute__(self, item):
        print("-__getattribute__--", item)
        return super(Printer, self).__getattribute__(item)


    def __setattr__(self, key, value):
        print("-___setattr__--")
        super(Printer, self).__setattr__(key, value)


if __name__ == "__main__":
    printer = Printer()
    print(printer.port)  # 触发 __getattribute__()
    print("*" * 20)
    print(getattr(printer, "port"))  # 触发 __getattribute__()
    print("*" * 20)
    print(printer.sony)
    printer.sony = 9700
    print(printer.sony)

作业：

1. 设计银行类、银行卡类、用户类
2. 设计以上三个类之间的业务管理类：
   1） 用户可以在银行开户
   2） 用户存钱、取钱、查询
   3） 用户可以注销
   4） 对以上功能实现单元测试通过
3. 练习+总结

#!/usr/bin/python3
# coding: utf-8
import uuid
import collections as c
from datetime import datetime


class Bank():
    """
    信息： 唯一编号、名称、地址、所在城市、联系电话
    关系：
        1) 一个银行下存在多个用户
        2) 一个用户拥有多个银行卡
        3） 一个银行存在多张银行卡
    """

    def __init__(self, name, address, city, phone):
        self.name = name
        self.address = address
        self.city = city
        self.phone = phone
        self.id = uuid.uuid4().hex
        self.users = c.OrderedDict()
        self.cards = c.OrderedDict()

    def add_user(self, user):
        self.users[user.id] = user

    def add_card(self, card):
        self.cards[card.card_id] = card


class Card():
    """
    信息： 卡号、开户银行、持卡或所属用户、余额、取款密码、开卡时间
    """

    def __init__(self, bank_id, user_id, create_date, balance, password):
        self.bank_id = bank_id
        self.user_id = user_id
        self._create_date = create_date
        self._balance = balance
        self.__password = password
        self.card_id = uuid.uuid4().hex  # 银行卡号

    def __str__(self):
        return f"{self.card_id} {self._create_date}"

    def check_password(self, password):
        return self.__password == password

    def add_money(self, money):
        # 存钱
        self._balance += money

    def sub_money(self, money):
        # 取款
        self._balance -= money

    def get_balance(self):
        # 查询余额
        return self._balance

    def modify_password(self, old_pwd, new_pwd):
        if self.__password == old_pwd:
            self.__password = new_pwd
            return True

        return False


class User():
    def __init__(self, name, phone, user_card):
        self.name = name
        self.phone = phone
        self.user_card = user_card
        self.id = uuid.uuid4().hex
        self.cards = {}

    def add_card(self, card: Card):
        self.cards[card.card_id] = card

    def remove_card(self, card):
        # 删除字典的key和value
        del self.cards[card.card_id]


class BankSystemService():
    def __init__(self):
        self.message = """
          欢迎进入银行综合管理系统
          1. 开户
          2. 登录
          3. 退出
        """

        # 默认生产三家银行
        self.banks = c.OrderedDict()
        self.init_bank()

    def init_bank(self):
        bank1 = Bank("中国银行", "团结南路", "西安", "029-10019992")
        bank2 = Bank("工商银行", "电子一路", "西安", "029-10019392")
        bank3 = Bank("招商银行", "科技四路", "西安", "029-10019790")

        self.banks[bank1.id] = bank1
        self.banks[bank2.id] = bank2
        self.banks[bank3.id] = bank3

    def start(self):
        while True:
            opt = int(input(self.message))
            if opt == 3:
                break

            elif opt == 1:
                bank_opt = self.select_bank()
                if bank_opt:
                    # 获取选择银行
                    bank = self.banks[list(self.banks.keys())[bank_opt - 1]]
                    print(f"欢迎进入 {bank.name}, {bank.address}")

                    username = input("您的用户名: ")
                    password = input("您的口令： ")
                    user_card = input("您的身份证号： ")
                    phone = input("您的手机号： ")

                    user = User(username, phone, user_card)
                    card = Card(bank.id, user.id, datetime.now().strftime("%Y-%m-%d"), 0, password)
                    user.add_card(card)
                    bank.add_card(card)
                    bank.add_user(user)

                    print("开户成功", card)
            elif opt == 2:
                bank_opt = self.select_bank()
                if bank_opt:
                    # 获取选择银行
                    bank = self.banks[list(self.banks.keys())[bank_opt - 1]]
                    print(f"欢迎进入 {bank.name}, {bank.address}")

                    card_id = input("您的银行卡号: ")
                    password = input("银行卡取款密码: ")

                    if card_id in bank.cards:
                        card = bank.cards[card_id]
                        if card.check_password(password):
                            info = """
                             登录成功
                             1. 查询余额
                             2. 取款
                             3. 存款
                             0. 退卡
                            """
                            card_opt = int(input(info))
                            if card_opt == 0:
                                break

                        else:
                            # 如何设计允许输入三次口令的机会
                            print("密码不正确，正在退出银行卡。")

        print("感谢您的使用，欢迎下次再来")

    def select_bank(self):
        bank_msg = "\n".join([
            f"{index+1} {bank.name}"
            for index, bank in enumerate(self.banks.values())
        ])
        bank_msg += "\n 0 返回"
        bank_opt = int(input(bank_msg))
        return bank_opt


if __name__ == "__main__":
    BankSystemService().start()

day04: 中午默写

简述正则模块的match、search和findall的区别

match: 验证信息或数据的完整性、合法性， 如果验证成功后，返回非None，反之返回None
search和findall： 用于搜索正则匹配的数据
	1） search只匹配第一个， findall全部匹配
	2） search匹配的数据，通过group()或groups()返回，  findall返回一个list列表。

写出常见的内置函数（至少10个）

type() dir() help() hash()  id() 
int()  float()  tuple()  str() list()  set() dict() bool()
isinstance()  issubclass() hasattr()  getattr()  setattr()
iter() chr()  ord()  zip() eval()  exec()  repr()

写出object类中的魔术方法（至少10个）

__new__
__init__
__str__
__doc__
__repr__
__sub__
__add__
__mul__
__truediv__
__floordiv__
__mod__
__pow__
__lt__
__gt__
__le__
__ge__
__eq__
__ne__
__enter__
__exit__
__get__
__set__
__getattribute__
__setattr__

2.3 类的设计模式

设计模式：全称Design Pattern, 是一种良好的面向对象编程的习惯，用于解决一些实际的业务问题。在Java的编程思想中，存在23种设计模式，分别解决不同的业务问题。

2.3.1 单例 Singleton

解决问题：无论类实例化多少次，只有一个实例对象。

class Singleton:
    def __init__(self, name, phone):
       self.name = name
       self.phone = phone
    def save(self):
        print(self.name, self.phone)
   
  
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if not hasattr(cls, "instance"):
           cls.instance = super().__new__(cls)
        return cls.instance

s1 = Singleton("disen", "17791692095")
s2 = Singleton("jack", "17791692094")
s3 = Singleton("lucy", "17791692093")

s1.save()
s2.save()
s3.save()

2.3.2 代理 Proxy

解决问题：间接性调用目标功能，要求代理必须具备目标的功能(即目标类和代理类具有相同的父类)。

class Store:
  def add(self, goods):
    raise Exception("子类必须重写")
    
  def sale(self, goods):
    raise Exception("子类必须重写")
    
class DellStore(Store):
    def add(self, goods):
      print("Dell add ", goods)
      
    def sale(self, goods):
      print("Dell sale ", goods)
      
# 声明代理类
class StoreProxy(Store):
  def __init__(self, store):
    # store 是代理的目标
    self.store = store
  
  def add(self, goods):
    print("--proxy add--")
    self.store.add(goods)
    
  def sale(self, goods):
    print("---proxy sale---")
    self.store.sale(goods)

store = StoreProxy(DellStore())
store.sale("Printer-1900")

2.3.3 工厂 Factory

解决问题：按需创建类对象，即根据提供的数据和目标生产出相应的类实例对象。

#!/usr/bin/python3
# coding: utf-8

class Dog():
    def __init__(self, name, color):
        self.name = name
        self.color = color

    def hi(self):
        print(self.name, self.color, "旺旺旺")


class Cat():
    def __init__(self, name, color, food):
        self.name = name
        self.color = color
        self.food = food

    def hi(self):
        print(self.name, self.color, self.food, "喵喵喵")

class Pig():
    def __init__(self, name, color, weight):
        self.name = name
        self.color = color
        self.weight = weight

    def hi(self):
        print(self.name, self.color, self.weight, "哼哼哼")


class AnimalFactory():
    def __init__(self):
        self.regist_classes = {}

    def regist(self, name, cls):
        self.regist_classes[name] = cls

    def get_animal(self, name, *args, **kwargs):
        if name in self.regist_classes:
            return self.regist_classes[name](*args, **kwargs)

        raise Exception(f"工厂类未注册{name} 的类")

if __name__ == "__main__":
    factory = AnimalFactory()
    factory.regist("Dog", Dog)
    factory.regist("Cat", Cat)
    factory.regist("Pig", Pig)

    dog = factory.get_animal("Dog", "大黄", color="黄色")
    dog.hi()

    cat = factory.get_animal("Cat", "小喵", "白色", "猫粮")
    cat.hi()

2.3.4 构建器 Builder

解决问题：复杂问题最小化，如创建一个复杂对象时，分解成小模块。

实现方式：【建议】使用内部类, 每一个小模块（构建方法）返回构建器类的对象, 最后一步返回目标类对象。

class CarBuilder():
  class Car():
    def __init__(self, name):
      self.name = name
      
    def run(self):
      print(self.name, self.color, self.wheel, "runing")
      
  def create(self, name):
    self.car = self.Car(name)
    return self
  
  def color(self, color):
    self.car.color=color
    return self
  
  def wheel(self, wheel):
    self.car.wheel = wheel
    return self
  
  def build(self):
    # 最后一步： 出厂
    return self.car

car = CarBuilder().create("宝马").color("red").wheel("570") \
        .build()
car.run()

2.3.5 装饰器

解决的问题：不改变现有的代码结构，扩展新的业务功能。

2.3.5.1 装饰器函数

# 实现某一个类的单例的装饰函数
def Singleton(cls):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        # print(cls, args, kwargs)
        if not hasattr(cls, "instance"):
            cls.instance = cls(*args, **kwargs)

        # cls.instance.__init__(*args, **kwargs)
        return cls.instance

    return wrapper

@Singleton
class Person:
    def __init__(self, name, phone):
        self.name = name
        self.phone = phone

    def save(self):
        print(self.name, self.phone)

 s1 = Person("disen", "17791692095")
 s2 = Person("jack", "17791692094")
 s3 = Person("lucy", "17791692093")

s1.save()
s2.save()
s3.save()
print(id(s1) , id(s2), id(s3))

2.3.5.2 带参的装饰器函数

#!/usr/bin/python3
# coding: utf-8
# 设计缓存功能的装饰器
import threading
import time

def clear_cache(obj, timeout):
    time.sleep(timeout)
    del obj.cache_data

def cache(timeout):
    print("---cache--", timeout)

    def outer_wrapper(func):
        def wrapper(*args, **kwargs):

            if not hasattr(func, "cache_data"):
                ret = func(*args, **kwargs)

                # 将ret数据保存
                func.cache_data = ret

                threading.Thread(target=clear_cache, args=(func, timeout)).start()

            return func.cache_data
        return wrapper

    return outer_wrapper


@cache(timeout=3)
def load_data(filename):
    # 从txt中读取文本内容
    print("---load data---", filename)
    with open(filename) as f:
        content = f.read()
    return content


if __name__ == "__main__":
    for _ in range(50):
        content = load_data("nt.log")
        print(content)
        time.sleep(0.5)

day04作业:

1. 重构银行系统的管理类，将其设计为单例模式
2. 基于构建器设计模式， 重构银行开户的业务流程
3. 基于Redis缓存服务，将cache装饰器函数的缓存功能修改为redis存储。
4. 总结+练习

2.3.5.3 装饰器类

装饰器的四种写法：

@函数名
@函数名(参数)

@类名
@类名(参数）

装饰器类：重写类的__call__方法，表示类实例对象可以作为函数被调用。

class A:
   def __call__(self, *args, **kwargs):
       # 作用： 类实例对象可以作为函数被调用
       pass
   
a = A()
a()

#!/usr/bin/python3
# coding: utf-8
# 实现计算运行时长的装饰器类
import random
import time

class Runtime():
    def __init__(self, func):
        print("---初始化装饰器类的实例对象，并接收被装饰的函数--")
        self.func = func

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        print("当前装饰器实例对象被作为函数调用")
        # 扩展功能： 计算func函数运行的时长
        start_time = time.time()
        ret = self.func(*args, **kwargs)
        delta_seconds = time.time() - start_time
        print("运行", self.func.__name__,"时长： ", delta_seconds)
        return ret


@Runtime
def read_data(filename):
    with open(filename, encoding="utf-8") as f:
        for line in f:
            print(line, end="")
            time.sleep(random.uniform(0.01, 0.05))
    print("-over-")


if __name__ == "__main__":
    read_data("../day02/codes.txt")

2.3.5.4 带参的装饰器类

作用：为装饰器指定一些额外的条件，如缓存时间、运行时长限制、调用方法权限等。

class A:
   def __init__(self, username):
      pass
    
   def __call__(self, func):
      def wrapper(*args, **kwargs):
         pass
      
      return wrapper
    
@A("root") 
def cp(src_filepath, dst_filepath):
    # 复制文件
    pass

#!/usr/bin/python3
# coding: utf-8
import random

# 设计带有参数的装饰类： 验证权限
class CheckQx():
    def __init__(self, qx_name):
        self.qx_name = qx_name

    def __call__(self, func):
        def wrapper(*args, **kwargs):
            qx_v = qxs[self.qx_name]
            print("当前拥有的权限值", qx)
            if qx & qx_v == qx_v:
                ret = func(*args, **kwargs)
                return ret

            raise Exception(f"当前无{self.qx_name}权限")

        return wrapper

qxs = {"r": 4, "w": 2, "x": 1}
# 随机产生权限值
qx = random.randint(1, 7)  # r -> 4,  w-> 2  x -> 1

@CheckQx("w")
def copy(src_path, dst_path):
    with open(src_path, "rb") as src_file:
        content = src_file.read() # 读取字节码数据

    with open(dst_path, "wb") as dst_file:
        dst_file.write(content)

    print("copy 成功")

if __name__ == "__main__":
    import time
    copy("../day02/nt.log", f"nt{time.time()}.log")

三、多任务编程

多任务：并行运行的多个任务

场景：运行一个程序A（QQ），同时运行另一个程序B（微信）…

多进程：在操作系统中，同时运行多个应用程序（进程）。

多线程：在一程序（进程）中同时运行多个任务（子进程或子线程）。

协程：在一个线程中，使用事件模型（select/poll/epoll-> IO多路复用）,自我调度方法执行的任务。在Python中独一无二，又称之为“微线程”。

进程：由操作系统分配程序启动时必要的内存资源、进程描述和程序代码三部分组成的。当进程的资源分配完成后，则会启动线程（Main主线程）来执行程序代码。由于系统安全问题，进程被设计为一个独立空间，避免程序崩溃时，影响其它进程。

3.1 多线程threading

重要常识：多线程之间是共享进程中的内存资源。

3.1.1 线程的本地变量

解决问题：线程资源私有化。

from threading import local  # 理解为一个dict,key是当前线程对象

import threading

name = "disen"

def set_name(name):
   global name
   print(threading.current_thread().name, "name->", name)
   name = name
   print(name)
    
def main():
    t1 = threading.Thread(target=set_name, args=("jack",))
    t1.start() # 启动后准备进入就绪
    
    t2 = threading.Thread(target=set_name, args=("lucy",))
    t2.start()
    
    t1.join()
    t2.join()
    
    print("MainThread", name)

#!/usr/bin/python3
# coding: utf-8
# 线程变量私有化

import threading
from threading import local

local_val = local()  # 线程的本地变量
local_val.name = "disen"  # 当前线程添加一个name变量

def set_name(uname):
    global local_val
    # local_val.name -> None
    # print(threading.current_thread().name, "name->", local_val.name)
    local_val.name = uname
    print(threading.current_thread().name, "name->",local_val.name)


def main():
    t1 = threading.Thread(target=set_name, args=("jack",))
    t1.start()  # 启动后准备进入就绪

    t2 = threading.Thread(target=set_name, args=("lucy",))
    t2.start()

    t1.join()
    t2.join()

    print("MainThread", local_val.name)


if __name__ == "__main__":
    main()

day05: 中午默写

1.简述一下设计模式的作用和代理设计模式解决什么问题

设计模式的作用： 为了解决业务中实际问题，根据编程思想和特性来设计类的结构，可以理解为实现某种业务功能的代码设计规范。
代理设计模式的解决问题： 解决间接性调用目标方法， 借助于接口规范（抽象类-代理类和目标类的父类）来实现的。另外，在创建代理类时，需要提供目标类的实例对象。

简述一下对象的多态特性，并尝试举例说明

对象的多态特性： 对象具有某一种特性的多种形态（身份或角色）。
举例说明： 一个对象具有人的特性， 但是在不同的场景下具有不同身份，如工人、学生、父亲、儿子等。

写出str对象的常用方法

lower() 小写字母转换
upper() 大写字母转换
find() 查找子字符串在字符串中的索引下标，从0开始，未查找到返回-1
rfind() 从右边每一个开始查找
index() 未查到，则抛出ValueError
rindex()
isalpha()
isascii()
istitle()
isdigit()
islower()
isupper()
isnumeric()
encode(encoding="utf-8")
split() 分隔
replace() 替换
strip()  删除两边空白或指定的字符
rjust()/ljust()  右或左填充指定长度的指定的字符
startswith() 以指定的字符开始
endswith()  以指定的字符结尾
title()  首字符大写
capitalize() 单词的首字符大写
swapcase()
join()  以指定的字符连接可迭代对象中的每一项
partition(sep) 通过分隔符将字符内容转成三部分的元组。

# 常用的str方法
join()
find()
index()
replace()
encode()
split()
endswith()
startswith()
rjust()
format()  # f"{}"

# 扩展字符串格式化
"hi %(name)s old years: %(age)s " % {"name": "disen",  "age": 20}

3.1.2 线程条件变量

作用：当线程操作的数据不满足条件时，则会停止当前线程的运行，等待其它线程唤醒（数据可以进行操作），常用于生产者消费者的设计模式中。

from threading import Condition
from threading import Thread, Condition
import uuid

# 生产者线程类
class Producer(Thread):
  def __init__(self, data: list, cond: Condition):
      self.data = data  # 数据
      self.cond = cond  # 条件
      super().__init__()
      
  def run(self):
      while True:
         with self.cond:
            if len(self.data)<100:
                self.data.append(("面包", uuid.uuid4().hex ))
                self.cond.notify()
            else:
               try:
                 self.cond.wait(timeout=30)
               except:
                 break
                  
       print(f"Producer {threading.current_thread().name} over")
    
# 消费者线程类
class Consumer(Thread):
    def __init__(self, data: list, cond: Condition):
        self.data = data
        self.cond = cond
        super().__init__()
        
    def run(self):
      while True:
         with self.cond:
            if len(self.data)>0:
                d = self.data.pop()
                print(f"Consumer {threading.current_thread().name}: {d}")
                self.cond.notify()
            else:
               try:
                 self.cond.wait(timeout=30)
               except:
                 break
                  
       print(f"Consumer {threading.current_thread().name} over")

data = []

# Condition支持上下文的使用：
#    __enter__ -> _lock.acquire() 加锁,  __exit__-> _lock.release()
# 条件变量对象的方法： 
#  wait(timeout)等待,  notify(n=1) 唤醒 
cond = Condition()  notify_all()

def create(cls,*args, size=3):
    return [ cls(*args) for _ in range(size) ]
  
def start(threads):
    for t in threads:
       t.start()
      
def join(threads):
    for t in threads:
       t.join()

# 开启生产者和消费者系统 
print("--runing--")

# 创建三个生产者线程
pthreads = create(Producer, data, cond)
start(pthreads)

# 创建5个消费者线程
cthreads = create(Consumer, data, cond, size=5)
start(cthreads)

join(pthreads)
join(cthreads)

print("---over--")

# 扩展： 数据安全锁(线程锁)
#!/usr/bin/python3
# coding: utf-8
from threading import Thread, Lock, current_thread
import random
import time

lock = Lock()
data = []


def insert(n):
    thread_name = current_thread().name

    # lock.acquire() # 加锁
    with lock:
        print(f"{thread_name}-> insert {n} => {data}")
        time.sleep(0.5)
        data.append(n)
        print(f"{thread_name}-> insert {n} => {data}")

    # lock.release() # 解锁


if __name__ == "__main__":
    t1 = Thread(target=insert, args=(5, ))
    t2 = Thread(target=insert, args=(15,))
    t1.start()
    t2.start()
    t1.join()
    t2.join()
    print(f"{current_thread().name} => {data}")

3.1.3 线程队列

queue.Queue队列实现多线程的数据共享。

from queue import Queue

# 基本操作
q = Queue(maxsize=0)  # maxsize=0 不限制大小，无限个
q.empty() # 是否为空队列， True即是空的，False非空
q.full()  # 是否为满队列， True即是已满
q.get(block=True,timeout=None)  # block为True表示队列中存在数据时，则返回，不存在数据时，一直等待，如果存在timeout超时时间，则在超出等待时间范围外，抛出 Empty。如果block为False时，意味着需要立即获取到数据，如果没有数据，则抛出Empty，此时timeout失效。
q.get_nowait()

q.put(item, block=True, timeout=None) 
q.put_nowait(item)
q.qsize() # 获取当前队列的大小

#!/usr/bin/python3
# coding: utf-8
from queue import Queue as Q
from threading import Thread as T, current_thread as ct
import time
import hashlib

# 实现下载和解析的两个线程类
# 使用两个队列

download_queue = Q(maxsize=1000)  # 存放的url网站地址
parser_queue = Q(maxsize=1000)  # 下载url之后content和url及响应状态码


class DownloadThread(T):
    def __init__(self, dq: Q, pq: Q):
        super(DownloadThread, self).__init__()
        self.download_q = dq
        self.parser_q = pq

    def run(self):
        while True:
            try:
                url = self.download_q.get(timeout=10) # 超时则会抛出Empty异常
                # 下载功能
                time.sleep(2)  # 模拟下载
                # 下载成功
                self.parser_q.put((f"hi, { hashlib.md5(url.encode("utf-8")).hexdigest()}",url, 200 ))
            except:
                break

        print(f"--{ct().name}--over--")


class ParserThread(T):
    def __init__(self, pq: Q):
        super(ParserThread, self).__init__()
        self.parser_q = pq

    def run(self):
        while True:
            try:
                content, url, status_code = self.parser_q.get(timeout=10)
                print("Parser", content, url, status_code)
            except:
                break

        print(f"--{ct().name}--over--")
        

if __name__ == "__main__":
    downloader = DownloadThread(download_queue, parser_queue)
    parser = ParserThread(parser_queue)

    downloader.start()
    parser.start()

    while True:
        url = input("请输入下载的网站： ")
        if url == "0":
            break

        download_queue.put(url)

    downloader.join()
    parser.join()
    print("Bye Bye")

# 作业-1：  将生产者消费者示例的数据类型修改为线程队列

3.2 多进程multiprocessing

多进程：多个并行运行的进程（父子进程、并级进程）

大Python的程序中，创建的进程属性子进程。

3.2.1 创建进程的方式

在Python中创建进程方式：

1.  os.fork创建， 只支持Linux/Unix系统 
2.  os.system(cmd) 创建子进程来执行cmd描述的操作系统的命令，但无法获取命令执行的结果
3.  os.popen(cmd)  创建子进程来执行cmd命令，可以获取命令执行的结果。引用subprocessing.Popen类。
4.  multiprocessing.Process类创建子进程， 需要重写run方法，来实现自己的业务。

c:/windows/system32/drivers/etc/hosts

# fork的示例
# process_fork.py
import os
from multiprocessing import current_process as cp
import time

process_id = os.fork()  # 返回0是子进程， 非0是父进程中执行（返回是子进程的pid）
for i in range(1, 10):
    if process_id == 0:
        # 子进程
        print("---", cp().pid, i**2)
    else:
        # 父进程： process_id是子进程的ID
        print("*"*20, cp().pid, process_id, i*5)

    time.sleep(5)

# process_system.py
import os

cmd = "ip addr"
ret = os.system(cmd)
print("-->", ret)

chmod +x process_system.py

ln -s /root/python_codes/day06/process_system.py /usr/local/bin/ipa

# popen的使用

import os

cmd = "ip addr"
ret = os.popen(cmd)  # 返回一个流对象

print("-"*20)
# lines = ret.readlines() # ret.read()
for line in ret:
    print(line, end="")  # 获取网卡名或IP地址

import os
import re

ret = os.popen("ip addr")
net_name = None
for line in  ret:
    net_name_search = re.search(r"\d:\s+?(\w+?):", line)
    if net_name_search:
        net_name, = net_name_search.groups()

    ip_search = re.search(r"\s+?inet (.+?)/\d", line)
    if ip_search:
        ip, = ip_search.groups()
        print(net_name+":"+ip)
    # print(line, end="")

# scp命令（可以上传文件到服务器， 可以从服务器下载文件）
一、 上传本地文件到服务器
scp [-r] 本地文件或目录 root@lydserver:服务器的文件或目录的路径
> scp -r docs root@lydserver:/usr/src

二、从服务器中下载文件到本地
scp  [-r] root@lydserver:服务器的文件或目录的路径  本地文件或目录
> scp root@lydserver:/usr/src/docs .

day06: 中午默写

简述__init__,__new__和__call__三者之间的区别

__init__ 是初始化实例对象的，是__new__返回对象之后调用的。
__new__  是创建实例对象的，它是一个静态方法。调用父类时，只传入一个cls对象即可。
__call__ 当实例对象被作为函数调用时，对象会调用__call__()用法，这种机制一般会用于装饰器类中。

2.简述线程的本地变量local和条件变量Condition的作用

线程的本地变量local：  私有化当前线程的变量或数据，同一进程中的多个线程不会共享数据。可以看作为一个dict对象，key是当前线程实例对象的id(内存的首地址)方法转换的数值->id(thread)，value是local()返回的实例对象动态添加的属性，如:
values = local() # 本地变量的实例化对象
values.name = "disen"

线程的条件变量Condition: 
线程间同步数据的一种方式， 主用于生产者消费者的设计模式中。当某数据不满足条件时，可以让当前线程变成等待 wait()方法， 如果条件满足，除了正常的数据操作之外，需要通过notify()或notify_all()方法唤醒其它的等待线程。需要注意是，对同步进行操作时，需要通过条件变量对象进行加锁（with上下文）操作。

3.写出logging模块的常用Handler处理器类

- logging.StreamHandler 输出流
- logging.FileHandler   输出到文件
- logging.handlers.SMTPHandler  通过SMTP邮件协议，向指定的邮箱发送日志信息
- logging.handlers.HTTPHandler  通过HTTP Web协议，向指定WEB服务器上传日志信息
- logging.handlers.TimedRotatingFileHandler 时间分隔的日志文件处理器。

3.2.2 Socket多进程通信

from multiprocessing import Queue, Process
import socket

class DonwloadServer(Process):
    def __init__(self, q):
        self.q = q  # 实现当前进程与父进程之间的通信
        super(DonwloadServer, self).__init__()

    def run(self):
        print("---已启动下载服务器---")
        # 获取socket的连接
        server = socket.socket(socket.AF_UNIX) # Window: SYSTEM
        server.bind("downloader.socket")
        server.listen()
        # 作业-2： 设计ClientThread线程，管理客户的连接及下载需求
        # 作业-3： 基于设计模式的方式，尝试优化代码
        client, address = server.accept()  # 阻塞方法，等待客户端进程的连接
        # client.send("")
        while True:
            url = client.recv(8*1024)
            print(url)  # 接收的是字节数据
            if url == b"0":
                break

            self.q.put(url.decode("utf-8"))
        client.close()
        server.close()

        # 删除连接socket文件
        os.remove("downloader.socket")
        print("Downloader Server Over")

# 启动服务器进程
task_queue = Queue()  # 进程间通信的Queue队列
server = DonwloadServer(task_queue)
server.start()
server.join()

# 客户端进程
#!/usr/bin/python3
# coding: utf-8
import socket

client = socket.socket(socket.AF_UNIX)
client.connect("downloader.socket")
while True:
    url = input("请输入下载的站点：")
    client.send(url.encode("utf-8"))
    if url == "0":
        break

client.close()
print("--close client--")

# socket实现多进程之间的通信
- 定义*.socket文件，用于进程间通信的接口
- server=socket.socket(socket.AF_UNIX) # 基于Linux的进程间通信机制 
- server.bind("xxx.socket")
- server.listen() # 监听
- client = server.accept() 接收其它进程（或网络）连接
- data = client.recv(1024)  # 开始接收客户端进程的数据(字节数据)
- client.send(b"") 向客户端发送字节数据
- client.close()  # 关闭连接

- client = socket.socket(socket.AF_UNIX)
- client.connect("xxx.socket")
- client.send(b"")
- data = client.recv(1024)

# 【扩展】Socket用于TCP/IP的网络通信时
TCP三次握手：
	Client: SYN -> Server 
	Client:     <- SYN+ACK Server
	Client: ACK -> Server
	
TCP四次挥手:
  Client: FIN -> Server
  Client:    <- ACK Server
  Client:    <- FIN Server
  client: ACK ->  Server

3.2.3 Queue进程通信队列

from multiprocessing import Queue, Process

#!/usr/bin/python3
# coding: utf-8
# 证明： 进程之间的内存是相互独立的

import multiprocessing as mp

num = 100
def add(n): # 在子进程中执行的目标函数
    global num  # 子进程中会将主进程的num复制子进程所在的内存块中
    num += n
    print(mp.current_process().name, num)

def sub(n):  # 在子进程中执行的目标函数
    global num
    num -= n
    print(mp.current_process().name, num)

if __name__ == "__main__":
    p1 = mp.Process(target=add, args=(10, ))
    p1.start()
    p1.join()

    p2 = mp.Process(target=sub, args=(50, ))
    p2.start()
    p2.join()
	  # 每个进程的内存是相互独立的，因此无论子进程如何修改num，但是不会修改主进程的num
    print("MainProcess: ", num)

#!/usr/bin/python3
# coding: utf-8
# 通过Queue实现进程间的数据通信
import multiprocessing as mp

def add(n, q): # 在子进程中执行的目标函数
    # global num  # 子进程中会将主进程的num复制子进程所在的内存块中
    num = q.get()
    num += n
    print(mp.current_process().name, num)
    q.put(num)


def sub(n,q):  # 在子进程中执行的目标函数
    # global num
    num = q.get()
    num -= n
    print(mp.current_process().name, num)
    q.put(num)


if __name__ == "__main__":
    queue = mp.Queue()  # 实现多进程之间的数据通信
    queue.put(100)

    p1 = mp.Process(target=add, args=(10, queue))
    p1.start()
    
    p2 = mp.Process(target=sub, args=(50, queue))
    p2.start()
    p1.join()
    p2.join()

    num = queue.get()
    print("MainProcess: ", num)

3.2.4 Pipe进程通信管道

#!/usr/bin/python3
# coding: utf-8
import multiprocessing as mp

def receive(conn):
    while True:
        msg = conn.recv()
        if msg == b"0":break
        print(mp.current_process().name,"接收", msg)

def send(conn):
    for i in range(20):
        msg = "msg> %s" % i
        conn.send(msg.encode("utf-8"))
        print(mp.current_process().name, "发送", msg)

    conn.send(b"0")

if __name__ == "__main__":
    # duplex=True 全双工管道
    # duplex=False 半双工管道， conn1 只收， conn2只发
    conn1, conn2 = mp.Pipe(False)

    p1 = mp.Process(target=receive, args=(conn1, ))
    p2 = mp.Process(target=send, args=(conn2, ))
    p1.start()
    p2.start()

    p1.join()
    p2.join()

    print("---over---")

#!/usr/bin/python3
# coding: utf-8
import multiprocessing as mp
import time
import random

def download(conn):
    while True:
        url_bytes = conn.recv() # 接收conn2的下载任务URL数据
        if url_bytes == b"0": break
        url = url_bytes.decode("utf-8")

        time.sleep(3)
        data = str((url, "<html><head></head><body>hi,baidu</body></html>"))
        conn.send(data) # 向conn2发送下载完成的数据

def parse(conn):
    # 先接收下载任务进程中的数据
    while True:
        data = conn.recv()
        print("解析接收下载数据：", data)
        time.sleep(2)

        flag = random.random()
        print(flag)
        if flag > 0.3:
            params = "?%.5f" % flag
            conn.send(b"http://google.com"+params.encode("utf-8"))
        else:
            conn.send(b"0")
            break


if __name__ == "__main__":
    # tasks = mp.Queue()
    # conn1和conn2 可以发送也可接收数据
    conn1, conn2 = mp.Pipe()
    p1 = mp.Process(target=download, args=(conn1, ))
    p2 = mp.Process(target=parse, args=(conn2,))

    p1.start()
    p2.start()

    # 发布任务
    conn2.send(b"http://www.baidu.com")

    p1.join()
    p2.join()
    print("--over--")

3.3 协程 asyncio

线程和进程由CPU调度， 协程由用户（开发者或程序本身）来调度的。

协程的发展阶段：
- 每一阶段： yield和send的生成器的关键字来实现用户自我调度
- 第二阶段： @asyncio.coroutine 和 yield from
- 第三阶段： async 和 await 两个关键

【注】第二和第三阶段使用asynio模块， 协程的对象必须事件循环对象中运行。

def fib(n):
    print("---fib---")
    index = 0
    x, y = 0, 1
    while index < n:
        print("---index---", index)
        x, y = y, x+y
        time_ = yield y  # 向外部程序提供一个y数值，等待接收time_数值
        print("--time--", time_)
        time.sleep(time_)
        index += 1

def fib_test():
    f = fib(10)  # 返回一个生成器， 并不行执行其中的代码
    print("--main--")
    try:
        n = next(f) # 第一次执行时，执行到 fib函数中的"yield y"位置
        while True:
            print("---n---", n)
            n = f.send(random.uniform(0.5, 2))  # 向f发送时间之后，会阻塞到f返回一个数据

    except StopIteration as e:
        print("--Over--")


if __name__ == "__main__":
    fib_test()

#!/usr/bin/python3
# coding: utf-8
import asyncio
import os

# 任务： 读取files目录下所有txt文件，将文件中的每行的数值提取后相加，返回文件名和它的数值和
import time
import random

"""
def filter(callback, items):
    for item in items:
        if callback(item):
           yield item
"""

@asyncio.coroutine
def filter_txt(dir_path):
    print("scan file path: ", dir_path)
    files = filter(lambda filename: filename.endswith(".txt"), os.listdir(dir_path))
    for filename in files:
        # yield from 其它协程：  当前的协程阻塞，等待其它协程完成任务
        n = yield from read_txt_number(os.path.join(dir_path, filename))
        print(filename, n)

@asyncio.coroutine
def read_txt_number(filepath):
    with open(filepath) as f:
        sum_ = 0
        for line in f:
            if line.isdigit():
                sum_ += int(line.strip())

    return sum_

if __name__ == "__main__":
    # asyncio.run(filter_txt("files"))  # Python 3.7可以直接运行
    loop = asyncio.get_event_loop()  # 获取事件循环器（事件模型-select/poll/epoll）
    # loop.run_until_complete(filter_txt("files"))  # 单任务

    # 多任务协程
    loop.run_until_complete(asyncio.wait([filter_txt("files"),
                                          filter_txt("file2")]))

async def read_txt_number(filepath):
    with open(filepath) as f:
        sum_ = await sum_file(f)
    return sum_


async def sum_file(f):
    sum_ = 0
    for line in f:
        if line.isdigit():
            sum_ += int(line.strip())
    return sum_

总结：

- 使用asyncio模块
- 函数上方使用@asyncio.coroutine或async关键字，使得变成协程对象
- 在协程函数中，使用yield from 或 await关键字，告知事件模型当前协程等待其它协程完成任务
- 协程对象需要在事件模型中运行
	- loop = asyncio.get_event_loop() 获取事件模型对象
	- loop.run_until_complete(协程对象)
			- 协程对象，默认是单任务
			- 多个协程对象，可以通过列表方式和asynio.wait()函数封装多任务协程对象

# coding: utf-8

import asyncio

@asyncio.coroutine
def sum_(*args):
    print(f"开始计算{args}的和 ")
    s = yield from total(*args)
    yield from asyncio.sleep(0.5)
    print(args, "--->", s)

@asyncio.coroutine
def total(*args):
    return sum(args)

if __name__ == "__main__":
    # 1. 获取事件模型对象
    loop = asyncio.get_event_loop()

    # 2. 根据协程的任务数量，可以选择单任务或多任务
    # 2.1 单任务
    sum_1 = sum_(1, 2, 3)
    sum_2 = sum_(5, 6, 7)
    sum_3 = sum_(50, 60, 70, 80, 90)

    # 2.2 多任务
    tasks = asyncio.wait([sum_1, sum_2, sum_3])

    # 3. 运行事件模型
    loop.run_until_complete(tasks)

作业：通过popen()方式执行ip addr命令，将数据解释出来网卡名：IP，将程序封装为协程。另外尝试基于socket通信，实现客户端进程向发送服务进程发送Linux执行的命令。

四、数据库编程

4.1 数据库的认知

关系型数据库： SQLServer(字符集： GBK/GB2312)、MySQL（版本： 5.5， 5.6、5.7， 8.0）、Oracle（9i/10g/11g, 12c）、DB2、 MariDB（同MySQL是一个开发者）等。
非关系型数据库：  redis、mongodb（js）、elasticsearch 全文检索引擎（Lucene）
大数据库： hive、hbase、spark（Hadoop）

常用的字符集：
ASCII ：  一个字符一个字节（8位）
各国家语言：  中国 GBK、GB2312  一个汉字占两个字节， 一个ascii占一个字节
万国编码：  
		unicode  每个字符占2个字节， 不支持ascii码
		utf-8    支持ascii码， 即英文字符占1个字节， 中文占三个字节

4.2 MySQL必备知识

4.2.1 root用户

安装完mysql之后，进入mysql数据库进行修改root的权限（口令、远程连接）

#  mysql
mysql> use mysql
mysql> select user, host from user;
mysql> update user set host="%" where user="root";
mysql> alert user "root"@"%" with mysql_native_password identified by "root";
mysql> grant all privileges on *.* to "root"@"%" identified by "root";
mysql> flush privileges;

4.2.2 查看数据库的引擎

mysql> show engines;

支持数据库引擎： MEMORY（内存）、InnoDB（默认的，支持事务、行级锁、外键）、MyISAM、CSV等

4.2.3 常见的数据操作

4.2.3.1 数据库管理

创建数据库：

create database db_name default charater set utf8;
create database db_name charset utf8;

删除数据库：

drop database db_name;
drop database if exists db_name;  -- 如果db_name存在，则删除，不存在则继续。

修改数据库：

alert database db_name default character set utf8;

show create database db_name;  -- 查看创建数据库的语句

打开数据库：

use db_name

4.2.3.2 数据表操作

创建表：

create table table_name(
   field_name 字段的类型(长度或大小) 约束,  -- 字段级约束
   field_name 字段的类型 约束,
   constraint 约束类型 字段  -- 表级约束
)

字段类型：

varchar 字符类型
interger 整型，一般用于主键
float 小数类型
enum  枚举类型
date  日期类型， 年月日格式
time  时间类型,  时分秒格式
timestamp 日期时间类型
int  整型
long 长整型

约束：

primary key 主键约束
not null  非空约束
unique    唯一
foreign key  外键， 只有 InnoDB引擎存在
auto_increment 自增
default  默认值
check 检查约束， 目前MySQL不支持， SQLServer和Oracle支持。

练习：

创建以下4张表：
student 表：  sn 学号、name 姓名、 age 出生日期、 sex 性别
cource  表：  cn 课程号, name 课程名, tn 教师号
tearch  表：  tn 教师号, name 教师名
score   表：  sn 学号， cn 课程号 ， score 成绩

它们之间的关系：  
1. cource 表的tn 是外键与 tearch表的tn关联
2. score 表中sn和cn是外键，分别与student表和cource进行关联
3. sn、cn、tn 都是主键
4. cource表的name是唯一的

-- vi /root/sql/1.sql
-- coding: utf8
drop database if exists stu;
create database stu charset utf8;
use stu;
create table student(
  sn varchar(20) primary key,
  name varchar(20) not null,
  age timestamp default current_timestamp,
  sex char(2) default "男"
);

create table cource(
  cn varchar(20) primary key,
  name varchar(20) not null unique,
  tn  varchar(20)
);

create table teacher(
  tn varchar(20) primary key,
  name varchar(20) not null
);

-- 修改cource 表增加外键约束
-- on delete cascade 级联删除（主表中的数据删除后，从表的数据也会删除）
-- on delete set null 级联置null(主表中的数据删除后，从表的数据则会设置为null)
-- on update cascade 级联更新
alter table cource
add constraint fk_cource_tn foreign key(tn)
references teacher(tn) on delete set null;

create table score(
  sn varchar(20) references student(sn), -- 列级别的外键约束
  cn varchar(20) references cource(cn),
  score float(10,2) comment "成绩"
) comment "成绩表";

mysql> source /root/sql/1.sql
mysql> show tables;

-- 2.sql
insert into student(sn, name, age, sex) values
("01" , "赵雷" , "1990-01-01" , "男"),
("02" , "钱电" , "1990-12-21" , "男"),
("03" , "孙风" , "1990-05-20" , "男"),
("04" , "李云" , "1990-08-06" , "男"),
("05" , "周梅" , "1991-12-01" , "女"),
("06" , "吴兰" , "1992-03-01" , "女"),
("07" , "郑竹" , "1989-07-01" , "女"),
("08" , "王菊" , "1990-01-20" , "女");

insert into teacher(tn, name) values
("01" , "张三"),
("02" , "李四"),
("03" , "王五");

insert into cource(cn, name, tn) values
("01" , "语文" , "02"),
("02" , "数学" , "01"),
("03" , "英语" , "03");

insert into score(sn, cn, score) values
("01" , "01" , 80),
("01" , "02" , 90),
("01" , "03" , 99),
("02" , "01" , 70),
("02" , "02" , 60),
("02" , "03" , 80),
("03" , "01" , 80),
("03" , "02" , 80),
("03" , "03" , 80),
("04" , "01" , 50),
("04" , "02" , 30),
("04" , "03" , 20),
("05" , "01" , 76),
("05" , "02" , 87),
("06" , "01" , 31),
("06" , "03" , 34);

-- 尝试删除 教师编号为01的教师记录
begin;  -- 开启事务
delete from teacher where tn="01";
select * from cource;  -- 发现数学的教师的编号为Null
-- 执行创建表或数据库的语句(DDL)后，事务会自动提交
create database a;
rollback;  -- 回滚事务，撤消开启事务之后的一切更新操作。

DDL（Database Define Language） 数据库描述或定义语言
    数据库、表结构、视图、索引、约束的创建、修改、删除等相关的SQL语句。
  
DML (Database Manipulation Language) 数据库操纵语言
    查询、修改、增加、删除表的数据
DCL (Database Control Language) 数据库控制语言
    修改数据库运行环境的语句：set 、 grant、 source
DTL (Database Transaction Language) 数据库事务语言
   begin
   commit
   rollback

-- 添加数学的老师为 张三, 01
-- desc[ribe] teacher  查看表结构
-- order by name desc  排序中的降序，默认是asc升序
insert into teacher(name, tn) values("张三", "01");
update cource set tn="01" where name="数学";

docker命令：
docker pull mysql 下载镜像
docker run -itd --name db1 -v /Users/apple/sql:/usr/src/sql -v /Users/apple/mysql_conf/conf.d:/etc/mysql/conf.d -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=root -p 3307:3306 mysql

docker exec -it db1 bash

day07: 中午默写

1.写出线程Queue队列的核心方法

- empty()
- full()
- qsize()
- put(block=True, timeout)
- get(block=True,timeout)
- put_nowait()
- get_nowait()

2.写出socket对象的核心方法

- bind(addr) # "可以是.socket文件"也可以是("", port)
- listen()
- accept() 阻塞方法，等待客户端连接，返回客户端的scoket对象和addr地址
- connect(addr)  连接服务端（addr同bind参数类同，必须指定服务端地址）
- recv(buffer_size) 接收另一端发送过来的字节码数据
- send(byte_data) 向另一端发送字节码数据
- close()  关闭连接

3.写出协程相关的函数

- @asyncio.coroutine
- asyncio.get_event_loop() 返回事件模型对象
	- loop.run_until_complete(task)
- asyncio.wait()
- asyncio.sleep(delay_seconds)

- 涉及关键字
	- yield from
	- async
	- await
	
- IO多路复用的事件模型
  - select 事件论询
  - poll 事件回调
  - epoll 增强事件回调

练习-2：

-- 1、查询"01"课程比"02"课程成绩高的学生的信息及课程分数
-- 多表连接方式
select s.*, 
       s1.cn as "c01", 
       s1.score as "c01_score",
       s2.cn as "c02",
       s2.score as "c02_score"
from score s1
join score s2 on(s1.sn = s2.sn)
join student s on (s1.sn = s.sn)
where s1.cn="01"
and s2.cn="02"
and s1.score > s2.score

-- if(条件，为真的值，为假的值) 函数写法
select s.*, A.c01, A.c02
from student s
join (
    select sn,
      max(if(cn="01", score, 0)) as c01,
      max(if(cn="02", score, 0)) as c02
    from score
    GROUP BY sn
    ) A on (A.sn = s.sn)
WHERE A.c01 > A.c02

面试题：
现有表A数据：
year month amout
1991  1     1.1
1991  2     1.2
1992  1     2.1 
1992  2     2.2

如何编写SQL脚本，实现如下的查询结果：
year  m1   m2
1991  1.1  1.2
1992  2.1  2.2

select year, 
       max(if(month=1, amout,0)) as m1,
       max(if(month=2, amout,0)) as m2
from A
group by year;


-- 8、查询没学过"张三"老师授课的同学的信息 
select *
from student s
where s.sn not in (
  select distinct sc.sn
  from teacher t
  join cource c on (c.tn=t.tn)
  join score sc on (sc.cn=c.cn)
  where t.name = "张三"
);

-- 18、查询各科成绩最高分、最低分和平均分：以如下形式显示：课程ID，课程name，最高分，最低分，平均分，及格率，中等率，优良率，优秀率
-- 及格为>=60，中等为：70-80，优良为：80-90，优秀为：>=90
select sn,cn,score,
      case when score >=60 then "及格" 
           when score >=70 then "中等"
           when score >=80 then "优良"
           when score >=90 then "优秀"
           else "不及格" end status
from score;

select sn,cn,score,
      case when score >=90 then 1
           else 0 end d1,
      case when score >=80 and score <90 then 1
           else 0 end d2,
      case when score >=70 and score <80 then 1
           else 0 end d3,
      case when score >=60 then 1
           else 0 end d4
from score;

select sn,cn,score,
      if(score>=90, 1, 0) d1,
      if(score>=80 and score < 90, 1, 0) d2,
      if(score >=70 and score < 80, 1, 0) d3,
      if(score >=60,1, 0) d4
from score;

-- 最终SQL 
select c.cn, c.name, 
       max(sc.score) "最高分", 
       min(sc.score) "最低分", 
       avg(sc.score) "平均分",
       round(sum(A.d1)/count(A.d1),2) "及格率",
       round(sum(A.d2)/count(A.d2),2) "中等率",
       round(sum(A.d3)/count(A.d3),2) "优良率",
       round(sum(A.d4)/count(A.d4),2) "优秀率"
from cource c
join score sc on (sc.cn = c.cn)
join (
   select cn,
          if(score>=60, 1, 0) d1,
          if(score>=70 and score<80, 1, 0) d2,
          if(score>=80 and score<90, 1, 0) d3,
          if(score>=90, 1, 0) d4
   from score
) A on (A.cn = sc.cn)
group by c.cn, c.name;

4.2.4 事务特性-ACID

Atomicity(原子性）：  事务中的所有操作要么都成功，要么都失败。
Consistency(一致性)： 事务开始和结束的数据保持一致的（保持数据的完整性）。
Isolation(隔离性):    事务之间互不影响
Durability(持久性）：  数据存储之后，即使系统出现故障，数据也会持久保存。

事务的四个隔离级别 isolation level:
read uncommitted 读未提交： A事务可以读B事务未提交的修改数据。
                         问题：【脏读】【不可重复读】【幻读】
read committed   读已提交： A事务可以读取B事务已提交的数据。 【不可重复读】【幻读】
repeatable read 可重复读【默认】： A事务修改数据时，会读取其它事务提交后数据，再进一步修改，保持数据的一致性。 【幻读】
							
serializable    序列化或串行化：  多个事务在修改同一条数据时，必须等待其他事务完成才能执行。

客户端设置事务隔离级别的语句：
set session transaction isolation level 隔离级别；

4.2.3 常见数据库的函数

4.2.3.1 聚合函数

count()  统计行数
sum()    计算总和
max()    最大值
min()    最小值
avg()    平均值

4.2.3.2 字符函数

concat(a, b) 将a和b拼接成一个字符串
length("子符串") 计算字符串的字节长度
char_length()  计算字符个数
lower()  小写转换
upper()  大写转换
replace(str, sub, replace_str) 替换子子符串
trim() 同python的strip()函数，删除两连的空白
instr(str, sub) 返回sub在str的首次出现的位置， 索引位置是从1开始
lpad(str,len,sub)  如果str的长度不足时，在左边填充sub字符， 同Python的str对象的rjust()
rpad(str, len, sub) 如果str的长度不足时，在右边填充sub字符, 同Python的str对象的ljust()

char(N) 将AscII数值转成字符， N可以是一个字符，也可以是数值
ord(str) 将ASCII字符转成数值
format(n, 小数位长) 将n转成带千位符‘#，###.##’格式的字符串

4.2.3.3 数值函数

round(n, 小数位长)  四舍五入
ceil(n) 上行取整，比n大的，最小的整数
floor() 下行取整，比n小的，最大的整数
pow(n, c) 计算n的c次方   
mod(n1, n2) 计算两者的余数
rand() 随机产生[0,1)之间数，如 ceil(rand()*15) + 1,生成[1,16]之间的数
abs()  求绝对值
sin()/asin()/cos()/acos()/tan()/atan()/con() 数学相关的三角函数

4.2.3.4 日期函数

current_date()/curdate()  当前日期
current_timestamp()/now() 当前日期时间
curerent_time()/curtime() 当前时间

year()  获取日期中年
month() 获取日期中的月
day()   获取日期中的天
dayofweek()  获取星期几， 1是星期日， 7是星期六
dayofyear()  获取一年中的第几天
weekofyear() 获取一年中第几周
hour()
minute()
second()

datediff(now(), "2019-10-11")  获取两个日期之间的间隔天数
timediff("12:10:09", "15:10:09") 获取两时间之间的问隔时间

str_to_date(日期字符串， "格式")  将字符串转成日期， 格式： %Y-%m-%d %H:%i:%s
date_format(data, "格式")  将时间转成字符串

date_add(date, interval n 时间关键字) 某一时间添加 n的间隔（关键字）时长后的日期时间
		时间关键字： year,month, day, hour, minute, second, week
date_sub(data, interval n 时间关键字) 某一时间减少n的间隔（关键字）时长后的日期时间

-- 15天之后是几号？星期几？ 是一年中第几天？
select date_add(now(), interval 15 day) "15天后的日期", dayofweek(date_add(now(), interval 15 day))-1 "星期", dayofyear(date_add(now(), interval 15 day)) "年的天";

-- 46、查询各学生的年龄
 select sn,name,sex,ceil(datediff(now(), age)/365) from student;
 
-- 47、查询本周过生日的学生
select * 
from student
where weekofyear(now()) = weekofyear(age);

-- 48、查询下周过生日的学生
select * 
from student
where weekofyear(now())+1 = weekofyear(age);

-- 49、查询本月过生日的学生
select * 
from student
where month(now()) = month(age);

-- 50、查询下月过生日的学生
select * 
from student
where month(now())+1 = month(age);

4.2.3.5 条件函数

if(条件, 条件为真的结果， 条件为假的结果)
ifnull(v1, v2) 如果第一个值为null时，返回v2， 反之返回v1。
case 分支语句：

-- MySQL 不支持全外连接
select s.*, ifnull(sc.score, 0) score
from student s
left join score sc on (sc.sn = s.sn);

select sn, name, sex, age, 
       case month(age) when 1 then "A"
                       when 2 then "B"
                       when 3 then "C"
                       when 4 then "D"
                       when 5 then "E"
                       when 6 then "F"
                       when 7 then "G"
                       when 8 then "H"
                       when 9 then "I"
                       when 10 then "J"
                       when 11 then "K"
                       when 12 then "L"
                       else "Z" end "level"
from student
order by level;  -- 只有order by语句可以使用 查询中的新增列名
-- where level = "A"; where 语句只针对原有表字段

select sn, name, sex, age, 
       case when month(age)>=2 and month(age)<=4 then "A"
            when  month(age)>=5 and month(age)<=7 then "B"
            when month(age)>=8 and month(age)<=10 then "C"
            else "D" end "level"
            
from student
order by level;

4.2.3.6 加密算法函数

password()  -- MySQL5存在的， MySQL 8不存在
md5(str)  将str转成md5编码字符，长度32位 
sha1()   将str转成sha1编码字符，长度40位 
uuid()   获取uuid的字符串， 字符串中带有`-`符号，可以使用replace()函数将其去除。

4.2.4 高级子查询

4.2.4.1 多表连接查询

-- join on 方式
	-- 内连接 join on 
	-- 左外连接 left join on  
	-- 右外连接 right join on 
	
	select s.*, sc.*, c.*
	from student s 
	left join score sc on (sc.sn=s.sn)
	right join cource c on (c.cn = sc.cn)
	
	
-- 等值连接条件(属于内连接)
select s.*, sc.*, c.*
from student s, score sc , cource c
where s.sn  = sc.sn
and sc.cn = c.cn;


-- 联合查询
select * from s1
union all -- all 表示不去重
select * from s1;

4.2.4.2 子查询

作用： 
	- 可以作为条件使用
	- 可以创建视图或表
	- 批量插入数据

-- 将student表分成两张表, 以出生的月份作为条件（6月中位线）
drop table if exists s1;
create table s1
select * from student
where month(age) <=6;

drop table if exists s2;
create table s2
select * from student
where month(age) >6;

-- 将s1的数据合并到s2中
insert into s2
select * from s1;

4.2.4.3 视图

视图： 将复杂的查询语句进行封装，对视图查询，即是将视图对应的SQL语句作为子查询语句使用。

-- 查询学生的所有信息（基本信息，成绩、课程名、教师名）
create  view v_all_student as 
select s.*, sc.score, c.name cource, t.name as teacher
from student s
left join score sc on (sc.sn=s.sn)
join cource c on (c.cn=sc.cn)
join teacher t on (t.tn = c.tn)

删除视图：
drop view view_name;

day08: 中午默写

1.写出dict对象相关的方法

value = d.get(key)  获取key的值
d.setdefault(key, default) 设置默认值
keys()   获取所有的key
values() 获取所有的value
pop(key) 弹出key
k,v = popitem() 弹出key,value的元组
fromkeys([key...])  基于key列表生成dict对象
update({})  更新字典
clear() 清空
copy() 浅拷贝
items() 获取(key,value)元组为元素的列表

2.简述并行、串行、同步、异步的认知

并行： 多个程序或线程同一时段运行，由于同一时间点只能运行某一个任务，因此多个程序交替式运行。
串行： 一个任务接一个任务去运行或执行，如A->B->c->D->Over。
同步： 当A调用B时，等待B完成后，再继续执行A。
异步： 当A需要调用B和C时，可以以回调方式同步运行B和C，当其中某一任务完成后，通过回调试将数据回给A即可。这种场景A、B和C处于并行状态，A调用B或C时，不需要等待它们立即完成，只提供回调即可。

A():
 def callback(ret):
 		# 10秒之后继续
    pass
    
 B(callback)  # B 需要10秒，  callback(102)
 # 立即执行

3.MySQL数据库支持哪些引擎

可以通过show engines语句查看MySQL支持的引擎
InnoDB： 支持事务、外键、行锁
MyISAM： 普通引擎，不支持事务和外键
Memory： 内存存储，无持久化
CSV：    csv格式存储数据， 体积小，文本数据

4.3 Python的MySQL编程

4.3.1 pymysql库

pymysql是属于第三方库，需要安装：

(py201) d:\codes> pip install pymysql -i https://mirrors.aliyun.com/pypi/simple

# 导包
from pymysql.connections import Connection
from pymysql.cursors import DictCursor

# DB配置
db_params = {
    "host": "10.12.153.232",
    "port": 3307,
    "user": "root",
    "passwd": "root",
    "charset": "utf8",
    "db": "stu",
    "autocommit": True,  # 自动提交事务
    "cursorclass": Cursor
}

# 测试连接
conn = Connection(**db_params)
print("--OK--")

# 执行查询SQL
# 查询没有上"张三"老师课程的学生信息
sql8 = """
select *
from student s
where s.sn not in (
  select distinct sc.sn
  from teacher t
  join cource c on (c.tn=t.tn)
  join score sc on (sc.cn=c.cn)
  where t.name = %s
)
"""

def query_not_cource(teacher_name):
    """
    查询未学习过指定老师所带课程的学生信息
    :param teacher_name 教师姓名
    :return:
    """
    cursor = conn.cursor() # 获取游标对象

    cursor.execute(sql8, (teacher_name, ))  # 执行SQL脚本

    # 获取查询结果
    print(cursor.fetchall())  # 返回是可迭代的对象，元素是元组

    # 关闭游标
    cursor.close()

if __name__ == "__main__":
    query_not_cource("张三")
    conn.close()  # 关闭连接

# 优化函数
def query_not_cource(teacher_name):
    """
    查询未学习过指定老师所带课程的学生信息
    :param teacher_name 教师姓名
    :return:
    """
    with conn as c:
       c.execute(sql8, (teacher_name, ))  # 执行SQL脚本

       # 获取查询结果
       print(c.fetchall())

# 练习1-尝试获取rowcount属性值
# rowcount 返回查询数据的行数，插入、修改或删除操作后的影响的记录数
def add_teacher(**data):
    sql = "insert into teacher values( %(tn)s, %(name)s )"
    with conn as c:
        ret = c.execute(sql, data)
        print("-->>", ret)
        print("--rowcount--", c.rowcount)
        if c.rowcount > 0:
            print("新增 教师成功")
            
# 练习2-尝试获取stu库中所有的对象（表、视图、索引、函数和存储过程）
# mysql存在一个字典库: information_schema
def show_all_table():
    # mysqlclient 是否支持设置事务的isolation level 隔离级别
    with conn as c:
        sql = """
            select table_name,table_type
            from information_schema.tables
            where table_schema = "stu"
        """
        c.execute(sql)
        for table_name in c.fetchall():
            print("-->", table_name)

# 思考： 批量插入1000条数据，最优的写法是什么？
# 默认情况下，插入一条提交一次事务。最优的做法是先开事务、插入数据、提交事务。
conn.begin()
# 执行相关的语句
conn.commit()

4.3.2 DAO设计

类的类型：
- 数据类、 实体类（Entity），表示业务中与数据表对应的类。
- 业务类、功能类（Service），对数据类进行增删改查操作。
- 工具类，扩展功能（Utils或Helper）,在处理业务时，方便调用，如md5加密、日志记录、缓存、短信验证、图片验证码、简化网络操作。
- 数据操作类 DAO类： 只对象数据实体类，简化对象与数据库的操作。

class Singleton:
    def __init__(self, cls):
        self.cls = cls

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        if not hasattr(self.cls, "instance"):
            self.cls.instance = self.cls(*args, **kwargs)

        return self.cls.instance

@Singleton
class DB():
    def __init__(self):
        params = {
            "host": "10.12.153.232",
            "port": 3307,
            "user": "root",
            "passwd": "root",
            "charset": "utf8",
            "db": "stu",
            "cursorclass": pymysql.cursors.DictCursor  
        }
        self.conn = pymysql.Connect(**params)

    def __enter__(self):
        return self.conn.__enter__()

    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        return self.conn.__exit__(exc_type, exc_val, exc_tb)

    def __del__(self):
        self.conn.close()

DictCursor字典游标类，查询结果自动转化列表+字典的结构，这样的结果便于json序列化。

class BaseDao():
    def __init__(self, table_name=None, pk_name="id"):
        self.table = table_name  # 当前Dao操作的表名称
        self.pk = pk_name  # 当前Dao操作的表的主键名

        self.db = DB()

    def get_table(self, obj=None):
        if self.table is None:
            self.table = obj.__class__.__name__.lower()

        return self.table

    def save(self, t):
        # sql = "insert into teacher(tn, name) values( %(tn)s, %(name)s )"
        sql = "INSERT INTO %s(%s) VALUES (%s)"

        table = self.get_table(t)

        colums = ",".join(t.__dict__)
        colums_placeholds = ",".join(["%%(%s)s" % name for name in t.__dict__])

        with self.db as c:
            c.execute(sql % (table, colums, colums_placeholds), t.__dict__)
            self.msg("Add", c.rowcount)

    def update(self, t):
        # update student set name=%(name)s,age=%(age)s,sex=%(sex)s where sn="08"
        sql = "UPDATE %s SET %s WHERE %s"
        obj_dict = t.__dict__

        # 获取主键值
        pk = obj_dict.pop(self.pk)  # 弹出主键列和它的值， 避免set 语句中出现主键值更新

        update_cols = ",".join("%s=%%(%s)s" % (col_name, col_name) for col_name in obj_dict)
        where_str = f"{self.pk}={pk}"

        with self.db as c:
            c.execute(sql % (self.get_table(), update_cols, where_str), obj_dict)
            self.msg("Update", c.rowcount)

    def remove(self, pk):
        sql = f"delete from {self.get_table()} where {self.pk}={pk}"
        with self.db as c:
            c.execute(sql)
            self.msg("Delete", c.rowcount)

    def remove_batch(self, *pks):
        with self.db as c:
            for pk in pks:
                sql = f"delete from {self.get_table()} where {self.pk}={pk}"
                c.execute(sql)
            self.msg("Delete", c.rowcount)

    def get(self, cls, pk):
        # select * from student where sn=%s
        sql = "SELECT * FROM %s WHERE %s"
        with self.db as c:
            c.execute(sql % (self.table, f"{self.pk}={pk}"))
            ret = c.fetchone()

        return cls(**ret)

    def list(self, cls):
        sql = f"select * from {self.get_table()}"
        with self.db as c:
            c.execute(sql)
            ret = c.fetchall()

        # 将[{}] 转成 [<对象>]
        return [cls(**dict_obj) for dict_obj in ret]

    def msg(self, title, rowcount):
        if rowcount > 0:
            print(f"{title} OK")
        else:
            print(f"{title} Error")

class TeacherDao(BaseDao):
    def __init__(self):
        super(TeacherDao, self).__init__("teacher", "tn")

    def save(self, t):
        super(TeacherDao, self).save(t)

    def update(self, t):
        super(TeacherDao, self).update(t)

    def remove(self, pk):
        super(TeacherDao, self).remove(pk)

    def get(self,pk):
        return super(TeacherDao, self).get(Teacher, pk)

    def list(self):
        return super(TeacherDao, self).list(Teacher)

    def remove_batch(self, *pks):
        super(TeacherDao, self).remove_batch(*pks)


if __name__ == "__main__":
    dao = TeacherDao()

    # t1 = Teacher("08", "Disen")
    # dao.save(t1)
    #
    # t2 = dao.get("08")
    # t2.name = "狄老师"
    # dao.update(t2)
    #
    # print(dao.get("08"))
    # dao.remove("08")

    dao.remove_batch("04", "05", "06")
    print(dao.list())

4.3.3 ORM设计

# ORM（Object Relationshap Mapping）对象关系映射
# 元类： 创建类的类， 默认的元类是type
#!/usr/bin/python3
# coding: utf-8
class Field():
    pass

class CharField(Field):
    def __init__(self, max_length=50):
        self.max_length = max_length


class IntegerField(Field):
    def __init__(self, default=0):
        self.default = default


# 定义模型元类
class ModelMeta(type):
    def __new__(cls, cls_name, cls_bases, cls_attrs):
        if cls_name == "Model":
            return type.__new__(cls, cls_name, cls_bases, cls_attrs)
        # 提取实体类的字段名和表名
        attrs = {}
        for k, v in cls_attrs.items():
            if isinstance(v, Field):
                attrs[k] = v

        table_name = cls_name.lower()
        meta = cls_attrs.get("Meta", None)
        if meta:
            if hasattr(meta, "db_table"):
                table_name = meta.db_table

        cls_attrs.pop("Meta")
        cls_attrs["attrs"] = attrs
        cls_attrs["table_name"] = table_name

        return type.__new__(cls, cls_name, cls_bases, cls_attrs)


class Model(metaclass=ModelMeta):
    def get_db_type(self, field):
        if isinstance(field, CharField):
            return f"varchar({field.max_length})"
        elif isinstance(field, IntegerField):
            return f"integer default {field.default}"

        return "varchar(50)"

    def create(self):
        # create table table_name (col_name col_type(length), ..)
        cols = ",".join([
            "%s %s" % (k, self.get_db_type(v))
            for k, v in self.attrs.items()
        ])

        sql = f"create table {self.table_name}({cols})"
        print(sql)

    def save(self):
        pass

    def update(self):
        pass


class TeacherModel(Model):
    tn = CharField(max_length=20)
    name = CharField(max_length=20)
    level = IntegerField(default=10)

    class Meta:
        db_table = "teacher"


if __name__ == "__main__":
    t = TeacherModel()
    t.create()

day09: 中午默写

1.简述一下事务的ACID？

ACID是事务的四个特性，它们的含义如下：
A：Atomicity 原子性， 表示事务中的操作要么都成功，要么都失败。
C：Consistency 一致性： 事务开始到结束的数据保持一致
I： Isolation  隔离性： 多个事务之间互不影响
D:  Durability 持久性： 数据提交后，持久保存数据（即使系统崩溃，不会影响数据）

2.简述子查询语句使用位置

- where条件中使用
- join 或 from 作为数据表使用
- create table 创建表时使用
- create view 创建视图时使用
- insert 插入语句中使用
- union 联合查询多表时使用

3.写出MySQL中字符、日期、数值的常用函数（每类至少3个）

字符函数： lower(), upper(), replace(), instr(), length, char_length(), concat(), lpad(), rpad(), trim()< char(), ord(), format(str, n)  
日期函数： year()/month()/day()/hour()/minute()/week()
         dayofweek() dayofyear() weekofyear()
         date_add(,interval n 日期时间关键字)  date_sub()
         str_to_date() date_format()
             
         now()/current_timestamp
         current_date/curdate()
         current_time/curtime()
数值函数： abs()/round()/ceil()/floor()/pow()/mod()
          sin()/cos()/tan()/con()
          rand()

五、Docker的应用

Docker是镜像容器的管理工具，实现虚拟化技术替代类传于VMware或VirtualBox虑拟环境。Docker基于硬件虚拟化，实现多个独立的容器（微型操作系统）在同等的硬件资源下和基础的操作系统（Ubuntu）上构建的虚拟环境。

Docker简化的开发到运维的过程，要求开发人员具备运维能力。

5.1 Centos7安装Docker

yum update
yum install  -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

yum list docker-ce --showduplicates | sort -r

uname -a

以两个命令搜索适当的docker版本。

yum install docker-ce

安装完成后，检查docker环境

docker version

只有客户端信息，并没有启动docker服务。

运行以下命令启动docker后台服务：

systemctl start docker

如果想开机启动docker服务，则运行以下命令：

systemctl enable docker

systemctl disable docker

5.2 Docker的加速配置

Docker中运行的镜像从Docker Hub远程仓库中下载的，因为在外，需要配置加速器。

编辑/etc/docker/daemon.json文件，如果文件不存在，则直接创建：

vi /etc/docker/daemon.json

{
  "registry-mirrors": ["https://y4tay211.mirror.aliyuncs.com"]
}

修改完成后，执行以下两个命令：

systemctl daemon-reload
systemctl restart docker

5.3 镜像和容器的关系

类似于类和对象的关系，镜像对应是类，容器对应是对象，一个镜像可以运行多次成为容器，同一个类可以创建多个实现的思想一样。当然，在容器中安装或修改相关的内容之后，可以将容器保存为镜像。

一般开发人员，通过容器配置项目开发环境，等开发完成后，将容器保存为镜像，并向本地仓库上传，其他相关人员即可以从本地仓库下载并运行。

5.4 镜像命令

5.4.1 搜索命令

docker search mysql

根据搜索的镜像列表，可以看到完整的镜像名称，以便下载。

5.4.2 下载镜像

docker pull 镜像名

5.4.3 查看本地镜像

docker images

5.4.4 删除镜像

要求：运行的容器没有一个属于待删除镜像的容器。

docker rmi 镜像全名[:tag]或ID

5.4.5 运行镜像

docker run [-i -t -d] [--name name] [-v local_path:path] [-p local_port:port] [--network network_name] [-e envirment_name=value] 镜像全名[:tag]或ID

-i 表示input，可以进入容器中，

-t 表示打开新的terminal 终端，一般和-i组合使用

-d 让容器处于后台运行，同步返回容器的ID

–name 指定容器的名称

-v 将本地的文件路径和容器的文件绑定，同步文件数据。

-p 将本地的端口与容器中服务端口绑定。

-e 指定容器的环境变量，容器的程序在运行时需要的变量。

5.4.6 部署mysql示例

docker run -tid --name db2 -p 3307:3306 -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=root -v /root/sql:/usr/src/sql mysql

5.5 容器命令

5.5.1 查询容器状态

因为容器是Docker守护进程（后台进程）的子进程，执行以下命令可以查看正在运行的容器信息：

docker ps

如果想查看最近一个运行的容器：

docker ps -l

如果想查看所有的容器，包含未运行的：

docker ps -a

5.5.2 启动与停止容器

docker stop 容器名或容器ID

docker start 容器名或容器ID

docker restart 容器名或容器ID

5.5.3 进入容器

当容器启动后，可以进入到容器中，执行Linux相关的命令，完成软件安装或项目部署。

docker exec -it 容器名或ID bash

5.5.4 执行容器命令

如果只想单独执行某一项命令：

docker exec 容器名或ID Linux命令

# 查看db1容器中的/usr/src/sql目录的所有文件
Disen:~ apple$ docker exec db1 ls /usr/src/sql -la
total 32
drwxr-xr-x 9 root root  288 May 28 03:48 .
drwxr-xr-x 1 root root 4096 May 26 07:31 ..
-rw-r--r-- 1 root root 1026 May 26 07:29 1.sql
-rw-r--r-- 1 root root  968 May 26 08:31 2.sql
-rw-r--r-- 1 root root   87 May 27 03:07 3.sql
-rw-r--r-- 1 root root   30 May 27 03:40 4.sql
-rw-r--r-- 1 root root  175 May 27 07:24 5.sql
-rw-r--r-- 1 root root  622 May 27 02:07 w18.sql
-rw-r--r-- 1 root root  178 May 27 01:53 w8.sql

5.5.5 复制文件

通过docker cp命令将本地文件复制到容器中，或者容器中文件复制到本地来。

docker cp 容器名:源文件路径  本地目标路径
docker cp 本地源路径 容器名:目标文件路径

作业：

1. 完成课程表和成绩表的Dao
2. 部署ES搜索引擎服务

5.5.6 容器日志

当容器启动后，可以查看容器中服务的运行日志：

docker logs 容器名或ID

5.5.7 删除容器

docker rm [-f] 容器名或ID

-f 如果容器运行的状态下，强制停止容器并删除。

六、搜索引擎编程

Lucene是apache软件基金会4 jakarta项目组的一个子项目，是一个开放源代码的全文检索引擎工具包，但它不是一个完整的全文检索引擎，而是一个全文检索引擎的架构，ElasticSearch(简称ES)是基于Lucene引擎实现的分布式全文检索的应用服务, ES基于RESTful WEB接口方式，便于客户端（使用者-开发者）快速与ES进行交换。

6.1 基于Docker部署ES

下载镜像

docker pull elasticsearch

启动镜像

docker run -itd --name es1 -e discovery.type=single-node -p 9200:9200 elasticsearch

查看容器启动的日志

docker logs es1

如果出现的started信息时，表示es服务已启动。

在浏览器，输入如下地址：

http://localhost:9200

如果是云服务器， localhost即是服务器外网IP，而且在云服务的安全组，将9200端口放开。

http://47.105.137.19:80/

6.2 API接口说明

API（Application Programing Interface）应用程序接口。

ES 基于RESTful 接口规范，规范的四个方面：

- 基于HTTP协议，且请求无状态，即服务器不维护会话连接。
- 每个服务器资源都具有URI（统一资源标识符）
- 每一个资源都具有GET、POST、 PUT、DELETE等四个请求方法
- 交互的数据使用json或xml。

ES-API接口常识：

index_  索引名，类似于数据库
type_   文档数据类型，类似于表
doc_    文档数据， 类似于一条表中的记录
doc_id  文档数据的唯一标识

base_ = "http://10.12.153.232:9200"

6.2.1 索引接口

index_uri = "/{index_}/"

6.2.1.1 创建索引

请求方法： PUT

请求JSON参数：

{
   "settings" : {
      "number_of_shards" : 5,
      "number_of_replicas" : 1
   }
}

响应数据：

{
    "acknowledged": true,
    "shards_acknowledged": true,
    "index": "aa_indexs"
}

6.2.1.2 查看索引

请求方法： GET

请求参数：无

响应数据：

{
    "student2": {
        "aliases": {
            
        },
        "mappings": {
            
        },
        "settings": {
            "index": {
                "creation_date": "1590719367325",
                "number_of_shards": "5",
                "number_of_replicas": "1",
                "uuid": "cJJW2qkdQLCLgXoTqUG8yg",
                "version": {
                    "created": "5061299"
                },
                "provided_name": "student2"
            }
        }
    }
}

6.2.1.3 删除索引

请求方法： DELETE

请求参数：无

响应数据：

{"acknowledged": True}

6.2.2 文档接口

uri = '/{index_name}/{type_name}/[{doc_id}/]'

【注意】一个索引库下只能添加一类文档的数据。

doc_id可以不存在，表示自动创建id, 如果存在话，系统使用指定文档ID。

6.2.2.1 添加文档

示例接口： uri = ‘/stu_index/stu/02/’

请求方法： POST

请求json参数：

{
  "name": "disen",
  "age": "2019-10-10"
}

响应json数据：

{
    "_index": "stu_index",
    "_type": "stu",
    "_id": "02",
    "_version": 1,
    "result": "created",
    "_shards": {
        "total": 2,
        "successful": 1,
        "failed": 0
    },
    "created": true
}

6.2.2.2 更新文档

示例接口： ‘/stu_index/stu/02’

请求方法： PUT

请求json参数：同添加文档的参数。

6.2.2.3 删除文档

示例接口： ‘/stu_index/stu/03’

请求方法： DELETE

6.2.2.4 查看文档

示例接口： ‘/stu_index/stu/02’

请求方法： GET

正常返回结果：

{
    "_index": "stu_index",
    "_type": "stu",
    "_id": "02",
    "_version": 1,
    "found": true,
    "_source": {
        "name": "李五",
        "age": "1990-10-11",
        "sex": "男"
    }
}

6.2.3 搜索接口

检索的请求方法： GET

请求URI： ‘{index_name}/_search’

6.2.3.1 全文检索

URI: /_search

URI: `/_all/cource,teacher/_search

从所有的索引库中找cource和teacher两个文档类型的数据。

URI：/c*,t*/_search

从以c和t开头的索引库搜索。

6.2.3.2 条件检索

URI： /_search?q=关键字

URI： /_search?q=name:关键字[ +|- sex:男]

指定某一姓名搜索关键字。+必须满足，- 必须不满足。

6.2.3.3 分页检索

URI: /_search?size=10&from=1

size 表示当前页面的记录数

from 表示页号，默认是0

6.3 封装SDK

SDK（Software Developement Kit）软件开发环境

import json
from urllib.request import urlopen, Request
from urllib.parse import quote

from collections import namedtuple

Response = namedtuple('Response', ['code', 'json', 'content', 'text'])


class NotDocIdError(Exception):
    def __init__(self):
        super(NotDocIdError, self).__init__('文档的_id参数缺少')

6.3.1 索引操作

class ESStorage:
    def __init__(self, host, port=9200):
        self.base_ = f'http://{host}:{port}'
        self.headers = {
            'Content-Type': 'application/json;charset=utf-8'
        }

    def __response__(self, resp):
        bytes = resp.read()  # content
        text = bytes.decode('utf-8')
        json_ = json.loads(text)

        return Response(resp.code, json_, bytes, text)

    def __request__(self, *args, **kwargs):
        if kwargs.get('data'):
            # 如果请求中带有数据时，设置数据类型
            kwargs.setdefault('headers', self.headers)

        return urlopen(Request(*args, **kwargs))

    def create_index(self, index_name, shared=5, replicas=1):
        uri = self.base_ + f'/{index_name}/'
        data_ = json.dumps(
            {
                "settings": {
                    "number_of_shards": shared,
                    "number_of_replicas": replicas
                }
            }
        )

        return self.__response__(self.__request__(uri, data=data_.encode('utf-8'), method='PUT'))

    def delete_index(self, index_name):
        uri = self.base_ + f'/{index_name}/'
        return self.__response__(urlopen(Request(uri, method="DELETE")))

6.3.2 文档操作

class ESStorage:
    # ...
    def add_doc(self, index_, type_, **data):
        _id = data.pop('_id', None)
        uri = self.base_ + f'/{index_}/{type_}/' + (f'{_id}/' if _id else '')
        data_ = json.dumps(data).encode('utf-8')

        return self.__response__(self.__request__(uri, data=data_, method='POST'))

    def update_doc(self, index_, type_, **data):
        _id = data.pop('_id', None)
        if _id is None:
            raise NotDocIdError()
        uri = self.base_ + f'/{index_}/{type_}/{_id}/'
        data_ = json.dumps(data).encode('utf-8')

        return self.__response__(self.__request__(uri, data=data_, method='PUT'))

    def get_doc(self, index_, type_, id_):

        uri = self.base_ + f'/{index_}/{type_}/{id_}/'

        return self.__response__(self.__request__(uri, method='GET'))

    def delete_doc(self, index_, type_, id_):
        uri = self.base_ + f'/{index_}/{type_}/{id_}/'
        return self.__response__(self.__request__(uri, method='DELETE'))

    def query(self, kw, page=0, size=5, index_=None):

        # quote作用： 将中文转成url编码
        uri = self.base_ + (f'/{index_}/' if index_ else '') + f'_search?q={quote(kw)}&from={page}&size={size}'
        return self.__response__(self.__request__(uri, method='GET'))

6.3.3 搜索操作

class ESStorage:
    # ...
    def query(self, kw, page=0, size=5, index_=None):

        # quote作用： 将中文转成url编码
        uri = self.base_ + (f'/{index_}/' if index_ else '') + f'_search?q={quote(kw)}&from={page}&size={size}'
        return self.__response__(self.__request__(uri, method='GET'))

6.3.4测试

#!/usr/bin/python3
# coding: utf-8
from unittest import TestCase

from es_ import ESStorage, Response


class TestES(TestCase):
    @classmethod
    def setUpClass(cls):
        cls.es = ESStorage('47.105.137.19', 80)

    @classmethod
    def tearDownClass(cls):
        cls.es = None

    def test_add_index(self):
        resp:Response = self.es.create_index('stu_index1')
        print(resp.json)
        print(resp.code)
        print(resp.content)
        print(resp.text)
        self.assertEqual(resp.code, 200)

    def test_del_index(self):
        resp = self.es.delete_index('stu_index1')
        print(resp.text)
        self.assertTrue(resp.json.get('acknowledged'))

6.4 MySQL数据同步ES

#!/usr/bin/python3
# coding: utf-8
# 同步ES和MySQL
import time
from datetime import datetime

from decimal import Decimal
from pymysql import connect
from pymysql.cursors import DictCursor

from es_ import ESStorage

# MySQL 8.0.19 出现连接问题 sha256_password()加密问题

config = {
    'host': '59.110.22.243',
    'port': 3306,
    'user': 'root',
    'password': '242634',
    'charset': 'utf8',
    'db': 'stu',
    'cursorclass': DictCursor
}

conn = connect(**config)
print('--OK--')

es = ESStorage('47.105.137.19', 80)


def async_table(table_name, pk='id'):
    sql = f'select * from {table_name}'
    try:
        es.delete_index(f'{table_name}_idx')
    except:
        pass
    es.create_index(f'{table_name}_idx')

    with conn as c:
        c.execute(sql)
        for row in c.fetchall():
            # row 是一个dict对象
            if pk:
                row['_id'] = row.pop(pk)

            # 考虑特殊字段类型的问题：1. datatime  2. Decimal 双精度，类似于java和c中的double
            
            row = dict(list(map(lambda item: (item[0],
                                              item[1].strftime('%Y-%m-%d') if isinstance(item[1], datetime) else float(
                                                  item[1]) if isinstance(item[1], Decimal) else item[1]), row.items())))

            es.add_doc(f'{table_name}_idx', f'{table_name}', **row)

        print(f'同步 {table_name} 成功')


if __name__ == '__main__':
    for name, pk in [('student', 'sn'), ('tearch', 'tn'), ('cource', 'cn'), ('score', None)]:
        async_table(name, pk)
        time.sleep(0.2)

6.5 扩展：解决sha256_password问题

由于MySQL5.x和MySQL8.*的加密规则不同，因此在使用pymysql连接数据库时，会存在密码不正确问题，以下是解决办法：

> use mysql
> alter user 'root'@'%' identified by 'root' password expire never;
> alter user 'root'@'%' identified with mysql_native_password by 'root';

day10: 默写

1.写出pymysql.connect()方法的常用参数

- host
- port
- user
- passwd / password
- db/database
- charset
- cursor:  pymysql.cursors.Cursor/DictCursor
- autocommit: False

2.写出pymsql的Cursor对象的方法与属性

- execute(sql, args)
	args是tuple或list时，填充sql语句中的%s占位符
	args是dict时，填充sql语句的%(name)s占位符
	
- fetchall()
- fetone()
- rowcount
- callproc(name, args) 调用存储过程(procedure)
- close

3.简述哪些对象可以使用with关键字

- stream文件流对象
- Condition 线程的条件变量对象
- Lock线程锁对象
- Connection数据库连接类的对象
- 实现了__enter__和__exit__两方法的类的对象