包（Packages）
2.1 包的定义和作用
定义
包是将模块以文件夹的组织形式进行分组管理的方法，以便更好地组织和管理相关模块。
包是一个包含一个特殊的__init__.py文件的目录，这个文件可以为空，但必须存在，以标识目录为Python包。
包可以包含子包（子目录）和模块，可以使用点表示法来导入。
作用
将一系列模块进行分类管理,有利于防止命名冲突
可以在需要时加载一个或部分模块而不是全部模块
包示例:
导入包和子包
使用import关键字可以导入包和子包，以访问其中的模块和内容。
使用包和子包
使用导入的包和模块的内容，可以通过包名和点表示法来访问。
init.py文件
init.py 文件的主要作用是用于初始化Python包（package）或模块（module），它可以实现以下功能：
标识包目录： 告诉Python解释器所在的目录应被视为一个包或包含模块的包。没有这个文件，目录可能不会被正确识别为包，导致无法导入包内的模块。
执行初始化代码： 可以包含任何Python代码，通常用于执行包的初始化操作，如变量初始化、导入模块、设定包的属性等。这些代码在包被导入时会被执行。
控制包的导入行为： 通过定义 all 变量，可以明确指定哪些模块可以被从包中导入，从而限制包的公开接口，防止不需要的模块被导入。
提供包级别的命名空间： init.py 中定义的变量和函数可以在包的其他模块中共享，提供了一个包级别的命名空间，允许模块之间共享数据和功能。
批量导入模块： 可以在 init.py 文件中批量导入系统模块或其他模块，以便在包被导入时，这些模块可以更方便地使用。
第三方包
Python第三方包是由Python社区开发的，可用于扩展Python功能和解决各种问题的软件包。这些包提供了各种各样的功能，包括数据分析、机器学习、网络编程、Web开发、图形处理、自然语言处理等。
安装和使用
使用pip：pip是Python的包管理工具，用于安装、升级和管理第三方包。确保你的Python安装中包含了pip。
安装第三方包：
使用pip安装包：在命令行中运行以下命令来安装包，将"package-name"替换为要安装的包的名称。
pip install package-name
安装特定版本的包：如果你需要安装特定版本的包，可以使用以下命令：
pip install package-name==version
通过镜像安装，可以使用以下命令：
pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple package1 package2 package3 ...
从requirements文件安装：你可以将要安装的包及其版本记录在一个文本文件中，通常命名为requirements.txt，然后运行以下命令安装其中列出的所有包：
pip install -r requirements.txt
导入包：在Python脚本或交互式环境中，使用import语句导入已安装的包，以便在代码中使用它们。
import package_name
使用包：每个第三方包都有不同的用法和功能，通常伴随着官方文档和示例代码。你可以查阅官方文档，或者使用help()函数来了解包的功能和方法。示例：
import package_name
help(package_name)
更新和卸载包：
更新包：使用以下命令来更新已安装的包：
pip install --upgrade package-name
卸载包：如果你想卸载包，可以使用以下命令：
pip uninstall package-name
依赖清单
可以使用pipreqs来维护requirements.txt文件，以便轻松地重建环境。
pipreqs是一个用于管理Python项目依赖清单的工具，它会自动分析项目代码，并生成requirements.txt文件，列出项目所需的所有依赖包及其版本。以下是使用pipreqs管理依赖清单的步骤：
安装pipreqs：
如果你还没有安装pipreqs，可以使用pip安装它(比较慢,可能会丢包)：
pip install pipreqs
在项目目录中运行pipreqs：
进入你的项目目录，然后运行以下命令：
pipreqs .
这会分析项目代码，并在当前目录下生成一个名为requirements.txt的文件，其中包含了项目所需的所有依赖包及其版本。
如果遇到编码错误UnicodeDecodeError，则将指定编码为utf8：
pipreqs ./ --encoding=utf8
pipreqs ./ --encoding=gbk
pipreqs ./ --encoding='iso-8859-1'
查看生成的requirements.txt文件：
打开requirements.txt文件，你将看到列出的依赖包及其版本，类似于以下内容：
package1==1.0.0
package2==2.1.3
...
选择是否要修改requirements.txt文件：
pipreqs生成的requirements.txt文件可能包含一些不必要的依赖，或者可能需要手动指定特定版本。
你可以编辑requirements.txt文件，根据项目的需要添加、删除或修改依赖项。
安装依赖：
一旦你准备好了requirements.txt文件，你可以使用pip来安装项目的依赖：
pip install -r requirements.txt
定期更新依赖：
定期使用pipreqs重新生成requirements.txt文件，以确保依赖清单保持最新。你可以使用以下命令：
pipreqs .
pipreqs是一个方便的工具，它可以帮助你自动创建和维护项目的依赖清单。不过，需要记住，生成的依赖清单可能包含一些不必要的依赖，因此你应该仔细检查和编辑requirements.txt文件以确保它反映了项目的真实需求。
Python的包和模块是组织、管理和重用代码的重要工具。它们有助于将代码划分为可管理的单元，提高了代码的可读性和可维护性。通过模块和包，你可以更有效地组织项目，减少命名冲突，以及在不同项目之间重用代码，从而更轻松地进行Python编程。通过上述参考案例，你可以更好地理解如何在实际项目中应用这些概念。
Python异常
作用
用作信号通知，通知上层调用者有错误产生需要处理
try 语句
语法
作用
尝试捕获异常，得到异常通知，将程序由异常状态变为正常状态
说明
except 子句可以有 1个或多个
except: 不给错误类型，可以匹配全部的错误类型
else 子句里的语句会在 没有错误发生时执行，当处于异常时不执行
finally 子句里的语句，无论何时都执行
raise 语句
语法
作用
抛出一个错误，让程序进入异常状态
发送错误通知给调用者
err的作用就是接收raise ValueError('用户输入的成绩不在 0～100 之间')给出的提示信息
Python全部的错误类型
Python文件操作
文件操作是Python中常见的任务之一，用于创建、读取、写入和管理文件。以下是一些常见的文件操作任务的思路、总结和示例代码：
打开文件
要执行文件操作，首先需要打开文件。使用open()函数可以打开文件，指定文件名以及打开模式（读取、写入、追加等）。
读取文件
一旦文件被打开，可以使用不同的方法来读取文件内容。
写入文件
要写入文件，需要打开文件以写入模式（'w'），然后使用write()方法。
关闭文件
完成文件操作后，应该关闭文件，以释放资源和确保文件的完整性。
file.close()
使用with
更安全的方法是使用with语句，它会自动关闭文件。
检查是否存在
可以使用os.path.exists()来检查文件是否存在。
处理异常
在文件操作中，可能会出现各种异常情况，例如文件不存在或没有权限。在文件操作中捕获这些异常是个好习惯。
这些是文件操作的一些常见思路和示例代码。请根据你的具体需求和场景来调整代码。在进行文件操作时，要确保小心处理文件，以避免意外数据损坏或文件损坏。
除了打开、读取和写入文件之外，还有一些其他常见的文件操作，如复制、删除和改变文件名。
复制文件
要复制文件，你可以使用shutil模块的copy方法。
删除文件
要删除文件，可以使用os模块的remove方法。
修改名称
要改变文件名，可以使用os模块的rename方法。
Python JSON 数据解析
JSON（JavaScript Object Notation）是一种轻量级数据交换格式，它易于阅读和编写，同时也易于机器解析和生成。Python提供了内置的JSON模块，用于处理JSON数据。
导入模块
import json
序列化
反序列化
对象存文件
从文件加载
嵌套JSON数据
如果JSON数据包含嵌套结构，您可以使用递归来访问和修改其中的值。
JSON中列表
JSON可以包含列表，可以使用索引来访问列表元素。
JSON中空值
JSON允许表示空值（null），在Python中，它通常转换为None。
字典和JSON格式不同之处
数据类型限制：
JSON：支持的数据类型包括对象（类似于字典）、数组（类似于列表）、字符串、数字、布尔值和 null。JSON 不支持 Python 特有的数据类型如 tuple、set、bytes 等。
Python 字典：可以包含多种 Python 特有的数据类型，比如 tuple、set、bytes 等。
格式要求：
JSON：数据必须以字符串的形式表示，键必须是双引号括起来的字符串，值可以是字符串、数字、布尔值、数组、对象或 null。
Python 字典：键可以是任意不可变的类型（如字符串、数字、元组），值可以是任意类型。键通常用单引号或双引号括起来，但 Python 允许在字典中使用不加引号的键。