异常处理

╰半橙微兮° 2022-12-30 07:45 148阅读 0赞

# 异常 #

## 1.什么是异常 ##

在正常运行程序当中，即使语句或表达式在语法上是正确的，但在尝试执行时，它仍可能会引发错误。 在执行时检测到的错误被称为 “异常”，异常不一定会导致严重后果。 但是，大多数异常并不会被程序处理，此时会显示如下所示的错误信息:

>>> 10 * (1/0)
    Traceback (most recent call last):
      File "<stdin>", line 1, in <module>
    ZeroDivisionError: division by zero
    >>> 4 + spam*3
    Traceback (most recent call last):
      File "<stdin>", line 1, in <module>
    NameError: name 'spam' is not defined
    >>> '2' + 2
    Traceback (most recent call last):
      File "<stdin>", line 1, in <module>
    TypeError: Can't convert 'int' object to str implicitly

错误信息的最后一行告诉我们程序遇到了什么类型的错误。异常有不同的类型，而其类型名称将会作为错误信息的一部分中打印出来：上述示例中的异常类型依次是：[`ZeroDivisionError`][ZeroDivisionError]， [`NameError`][NameError] 和 [`TypeError`][TypeError]。作为异常类型打印的字符串是发生的内置异常的名称。对于所有内置异常都是如此，但对于用户定义的异常则不一定如此（虽然这是一个有用的规范）。标准的异常类型是内置的标识符（而不是保留关键字）。

这一行的剩下的部分根据异常类型及其原因提供详细信息。

错误信息的前一部分以堆栈回溯的形式显示发生异常时的上下文。通常它包含列出源代码行的堆栈回溯；但是它不会显示从标准输入中读取的行。

[内置异常][Link 1] 列出了内置异常和它们的含义。

## 2.如何处理异常 ##

### 2.1 try/except ###

可以编写处理所选异常的程序。请看下面的例子，它会要求用户一直输入，直到输入的是一个有效的整数，但允许用户中断程序（使用 Control-C 或操作系统支持的其他操作）；请注意用户引起的中断可以通过引发 [`KeyboardInterrupt`][KeyboardInterrupt] 异常来指示。:

>>> while True:
    ...     try:
    ...         x = int(input("Please enter a number: "))
    ...         break
    ...     except ValueError:
    ...         print("Oops! That was no valid number. Try again...")
    ...

[`try`][try] 语句的工作原理如下。

*  首先，执行 *try 子句* （[`try`][try] 和 [`except`][except] 关键字之间的（多行）语句）。
 *  如果没有异常发生，则跳过 *except 子句* 并完成 [`try`][try] 语句的执行。
 *  如果在执行try 子句时发生了异常，则跳过该子句中剩下的部分。然后，如果异常的类型和 [`except`][except] 关键字后面的异常匹配，则执行 except 子句 ，然后继续执行 [`try`][try] 语句之后的代码。
 *  如果发生的异常和 except 子句中指定的异常不匹配，则将其传递到外部的 [`try`][try] 语句中；如果没有找到处理程序，则它是一个 *未处理异常*，执行将停止并显示如上所示的消息。

一个 [`try`][try] 语句可能有多个 except 子句，以指定不同异常的处理程序。 最多会执行一个处理程序。 处理程序只处理相应的 try 子句中发生的异常，而不处理同一 `try` 语句内其他处理程序中的异常。 一个 except 子句可以将多个异常命名为带括号的元组，例如:

... except (RuntimeError, TypeError, NameError):
    ...     pass

### 2.2 try/except…else ###

**try/except** 语句还有一个可选的 **else** 子句，如果使用这个子句，那么必须放在所有的 except 子句之后。

else 子句将在 try 子句没有发生任何异常的时候执行。

以下实例在 try 语句中判断文件是否可以打开，如果打开文件时正常的没有发生异常则执行 else 部分的语句，读取文件内容：

for arg in sys.argv[1:]:
        try:
            f = open(arg, 'r')
        except IOError:
            print('cannot open', arg)
        else:
            print(arg, 'has', len(f.readlines()), 'lines')
            f.close()

使用 else 子句比把所有的语句都放在 try 子句里面要好，这样可以避免一些意想不到，而 except 又无法捕获的异常。

### 2.3 try-finally ###

try语句有另一个可选子句，用于定义必须在所有情况下执行的清理操作。例如:

>>> try:
    ...     raise KeyboardInterrupt
    ... finally:
    ...     print('Goodbye, world!')
    ...
    Goodbye, world!
    KeyboardInterrupt
    Traceback (most recent call last):
      File "<stdin>", line 2, in <module>

如果存在 [`finally`][finally] 子句，则 `finally` 子句将作为 [`try`][try] 语句结束前的最后一项任务被执行。 `finally` 子句不论 `try`语句是否产生了异常都会被执行。 以下几点讨论了当异常发生时一些更复杂的情况：

*  如果在执行 `try` 子句期间发生了异常，该异常可由一个 [`except`][except] 子句进行处理。 如果异常没有被某个 `except` 子句所处理，则该异常会在 `finally` 子句执行之后被重新引发。
 *  异常也可能在 `except` 或 `else` 子句执行期间发生。 同样地，该异常会在 `finally` 子句执行之后被重新引发。
 *  如果在执行 `try` 语句时遇到一个 [`break`][break], [`continue`][continue] 或 [`return`][return] 语句，则 `finally` 子句将在执行 `break`, `continue` 或 `return` 语句之前被执行。
 *  如果 `finally` 子句中包含一个 `return` 语句，则返回值将来自 `finally` 子句的某个 `return` 语句的返回值，而非来自 `try` 子句的 `return` 语句的返回值。

## 3 抛出异常 ##

[`raise`][raise] 语句允许程序员强制发生指定的异常。例如:

>>> raise NameError('HiThere')
    Traceback (most recent call last):
      File "<stdin>", line 1, in <module>
    NameError: HiThere

[`raise`][raise] 唯一的参数就是要抛出的异常。这个参数必须是一个异常实例或者是一个异常类（派生自 [`Exception`][Exception] 的类）。如果传递的是一个异常类，它将通过调用没有参数的构造函数来隐式实例化:

raise ValueError  # shorthand for 'raise ValueError()'

如果你需要确定是否引发了异常但不打算处理它，则可以使用更简单的 [`raise`][raise] 语句形式重新引发异常

>>> try:
    ...     raise NameError('HiThere')
    ... except NameError:
    ...     print('An exception flew by!')
    ...     raise
    ...
    An exception flew by!
    Traceback (most recent call last):
      File "<stdin>", line 2, in <module>
    NameError: HiThere

## 4.用户自定义异常 ##

程序可以通过创建新的异常类来命名它们自己的异常（有关Python 类的更多信息，请参阅 [类][Link 2]）。异常通常应该直接或间接地从 [`Exception`][Exception] 类派生。

可以定义异常类，它可以执行任何其他类可以执行的任何操作，但通常保持简单，通常只提供许多属性，这些属性允许处理程序为异常提取有关错误的信息。在创建可能引发多个不同错误的模块时，通常的做法是为该模块定义的异常创建基类，并为不同错误条件创建特定异常类的子类:

class Error(Exception):
        """Base class for exceptions in this module."""
        pass
    
    class InputError(Error):
        """Exception raised for errors in the input. Attributes: expression -- input expression in which the error occurred message -- explanation of the error """
    
        def __init__(self, expression, message):
            self.expression = expression
            self.message = message

大多数异常都定义为名称以“Error”结尾，类似于标准异常的命名。

[参考链接][Link 3]

[参考链接][Link 4]

[ZeroDivisionError]: https://docs.python.org/zh-cn/3.7/library/exceptions.html#ZeroDivisionError
[NameError]: https://docs.python.org/zh-cn/3.7/library/exceptions.html#NameError
[TypeError]: https://docs.python.org/zh-cn/3.7/library/exceptions.html#TypeError
[Link 1]: https://docs.python.org/zh-cn/3.7/library/exceptions.html#bltin-exceptions
[KeyboardInterrupt]: https://docs.python.org/zh-cn/3.7/library/exceptions.html#KeyboardInterrupt
[try]: https://docs.python.org/zh-cn/3.7/reference/compound_stmts.html#try
[except]: https://docs.python.org/zh-cn/3.7/reference/compound_stmts.html#except
[finally]: https://docs.python.org/zh-cn/3.7/reference/compound_stmts.html#finally
[break]: https://docs.python.org/zh-cn/3.7/reference/simple_stmts.html#break
[continue]: https://docs.python.org/zh-cn/3.7/reference/simple_stmts.html#continue
[return]: https://docs.python.org/zh-cn/3.7/reference/simple_stmts.html#return
[raise]: https://docs.python.org/zh-cn/3.7/reference/simple_stmts.html#raise
[Exception]: https://docs.python.org/zh-cn/3.7/library/exceptions.html#Exception
[Link 2]: https://docs.python.org/zh-cn/3.7/tutorial/classes.html#tut-classes
[Link 3]: https://docs.python.org/zh-cn/3.7/tutorial/errors.html#tut-userexceptions
[Link 4]: https://www.runoob.com/python3/python3-errors-execptions.html