Python学习记录——11.异常处理

Bertha 。 2023-05-31 02:33 15阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *  1.异常
     *  2.异常处理
     *  3.断言

## 1.异常 ##

**什么是异常**

异常即是一个事件，该事件会在程序执行过程中发生，影响了程序的正常执行。

一般情况下，在Python无法正常处理程序时就会发生一个异常。

异常是Python对象，表示一个错误。

当Python脚本发生异常时我们需要捕获处理它，否则程序会终止执行。

**常见异常**

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">异常名称</th> 
   <th align="left">描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left">BaseException</td> 
   <td align="left">所有异常的基类</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">SystemExit</td> 
   <td align="left">解释器请求退出</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">KeyboardInterrupt</td> 
   <td align="left">用户中断执行(通常是输入^C)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Exception</td> 
   <td align="left">常规错误的基类</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">StopIteration</td> 
   <td align="left">迭代器没有更多的值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">GeneratorExit</td> 
   <td align="left">生成器(generator)发生异常来通知退出</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">StandardError</td> 
   <td align="left">所有的内建标准异常的基类</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">ArithmeticError</td> 
   <td align="left">所有数值计算错误的基类</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">FloatingPointError</td> 
   <td align="left">浮点计算错误</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">OverflowError</td> 
   <td align="left">数值运算超出最大限制</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">ZeroDivisionError</td> 
   <td align="left">除(或取模)零 (所有数据类型)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">AssertionError</td> 
   <td align="left">断言语句失败</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">AttributeError</td> 
   <td align="left">对象没有这个属性</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">EOFError</td> 
   <td align="left">没有内建输入,到达EOF 标记</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">EnvironmentError</td> 
   <td align="left">操作系统错误的基类</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">IOError</td> 
   <td align="left">输入/输出操作失败</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">OSError</td> 
   <td align="left">操作系统错误</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">WindowsError</td> 
   <td align="left">系统调用失败</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">ImportError</td> 
   <td align="left">导入模块/对象失败</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">LookupError</td> 
   <td align="left">无效数据查询的基类</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">IndexError</td> 
   <td align="left">序列中没有此索引(index)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">KeyError</td> 
   <td align="left">映射中没有这个键</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">MemoryError</td> 
   <td align="left">内存溢出错误(对于Python 解释器不是致命的)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">NameError</td> 
   <td align="left">未声明/初始化对象 (没有属性)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">UnboundLocalError</td> 
   <td align="left">访问未初始化的本地变量</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">ReferenceError</td> 
   <td align="left">弱引用(Weak reference)试图访问已经垃圾回收了的对象</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">RuntimeError</td> 
   <td align="left">一般的运行时错误</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">NotImplementedError</td> 
   <td align="left">尚未实现的方法</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">SyntaxError</td> 
   <td align="left">Python 语法错误</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">IndentationError</td> 
   <td align="left">缩进错误</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">TabError</td> 
   <td align="left">Tab 和空格混用</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">SystemError</td> 
   <td align="left">一般的解释器系统错误</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">TypeError</td> 
   <td align="left">对类型无效的操作</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">ValueError</td> 
   <td align="left">传入无效的参数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">UnicodeError</td> 
   <td align="left">Unicode 相关的错误</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">UnicodeDecodeError</td> 
   <td align="left">Unicode 解码时的错误</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">UnicodeEncodeError</td> 
   <td align="left">Unicode 编码时错误</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">UnicodeTranslateError</td> 
   <td align="left">Unicode 转换时错误</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Warning</td> 
   <td align="left">警告的基类</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">DeprecationWarning</td> 
   <td align="left">关于被弃用的特征的警告</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">FutureWarning</td> 
   <td align="left">关于构造将来语义会有改变的警告</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">OverflowWarning</td> 
   <td align="left">旧的关于自动提升为长整型(long)的警告</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">PendingDeprecationWarning</td> 
   <td align="left">关于特性将会被废弃的警告</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">RuntimeWarning</td> 
   <td align="left">可疑的运行时行为(runtime behavior)的警告</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">SyntaxWarning</td> 
   <td align="left">可疑的语法的警告</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">UserWarning</td> 
   <td align="left">用户代码生成的警告</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

python提供了两个非常重要的功能来处理python程序在运行中出现的异常和错误，可以使用这些功能来调试python程序。

*  异常处理
 *  断言(Assertions)

## 2.异常处理 ##

捕捉异常可以使用try/except语句。

try/except语句用来检测try语句块中的错误，从而让except语句捕获异常信息并处理。

如果不想在异常发生时结束你的程序，只需要在try里捕获它。

**语法**：*try…except…else*

以下为简单的*try…except…else*的语法：

try:
    <语句>        #运行别的代码
    except <名字>：
    <语句>        #如果在try部份引发了'名字'异常
    except <名字>，<数据>:
    <语句>        #如果引发了'名字'异常，获得附加的数据
    else:
    <语句>        #如果没有异常发生

try的工作原理是，当开始一个try语句后，python就在当前程序的上下文中作标记，这样当异常出现时就可以回到这里，try子句先执行，接下来会发生什么依赖于执行时是否出现异常。

*  如果当try后的语句执行时发生异常，python就跳回到try并执行第一个匹配该异常的except子句，异常处理完毕，控制流就通过整个try语句（除非在处理异常时又引发新的异常）。
 *  如果在try后的语句里发生了异常，却没有匹配的except子句，异常将被递交到上层的try，或者到程序的最上层（这样将结束程序，并打印缺省的出错信息）。
 *  如果在try子句执行时没有发生异常，python将执行else语句后的语句（如果有else的话），然后控制流通过整个try语句。

下面是简单的例子，它打开一个文件，在该文件中的内容写入内容，且并未发生异常：

#!/usr/bin/python
    
    try:
       fh = open("testfile", "w")
       fh.write("This is my test file for exception handling!!")
    except IOError:
       print "Error: can\'t find file or read data"
    else:
       print "Written content in the file successfully"
       fh.close()

以上程序输出结果：

Written content in the file successfully

另外，使用except可以不带任何异常类型，示例如下：

try:
       You do your operations here;
       ......................
    except:
       If there is any exception, then execute this block.
       ......................
    else:
       If there is no exception then execute this block.

以上方式try-except语句捕获所有发生的异常。但这不是一个很好的方式，因为不能通过该程序识别出具体的异常信息。因为它捕获所有的异常。

除此之外， 也可以使用相同的except语句来处理多个异常信息，如下所示：

try:
       You do your operations here;
       ......................
    except(Exception1[, Exception2[,...ExceptionN]]]):
       If there is any exception from the given exception list, 
       then execute this block.
       ......................
    else:
       If there is no exception then execute this b
    lock.

--------------------

**语法**：*try-finally*

try-finally 语句无论是否发生异常，都将执行最后的代码。

try:
    <语句>
    finally:
    <语句>    #退出try时总会执行
    raise

\*\*注意：\*\*你可以使用except语句或者finally语句，但是两者不能同时使用。else语句也不能与finally语句同时使用

实例如下：

#!/usr/bin/python
    
    try:
       fh = open("testfile", "w")
       fh.write("This is my test file for exception handling!!")
    finally:
       print "Error: can\'t find file or read data"

如果打开的文件没有可写权限，输出如下所示：

Error: can't find file or read data

同样的例子也可以写成如下方式：

#!/usr/bin/python
    
    try:
       fh = open("testfile", "w")
       try:
          fh.write("This is my test file for exception handling!!")
       finally:
          print "Going to close the file"
          fh.close()
    except IOError:
       print "Error: can\'t find file or read data"

当在try块中抛出一个异常，立即执行finally块代码。

finally块中的所有语句执行后，异常被再次提出，并执行except块代码。

参数的内容不同于异常。

--------------------

**异常参数**

一个异常可以带上参数，可作为输出的异常信息参数。

你可以通过except语句来捕获异常的参数，如下所示：

try:
       You do your operations here;
       ......................
    except ExceptionType, Argument:
       You can print value of Argument here...

变量接收的异常值通常包含在异常的语句中。在元组的表单中变量可以接收一个或者多个值。

元组通常包含错误字符串，错误数字，错误位置。

示例如下：

#!/usr/bin/python
    
    # 定义函数
    def temp_convert(var):
       try:
          return int(var)
       except ValueError, Argument:
          print "The argument does not contain numbers\n", Argument
    
    # 调用函数
    temp_convert("xyz");

输出结果：

The argument does not contain numbers
    invalid literal for int() with base 10: 'xyz'

--------------------

**触发异常**

我们可以使用raise语句自己触发异常

raise语法格式如下：

raise [Exception [, args [, traceback]]]

语句中Exception是异常的类型（例如，NameError）参数是一个异常参数值。该参数是可选的，如果不提供，异常的参数是"None"。

最后一个参数是可选的（在实践中很少使用），如果存在，是跟踪异常对象。

一个异常可以是一个字符串，类或对象。 Python的内核提供的异常，大多数都是实例化的类，这是一个类的实例的参数。

定义一个异常非常简单，示例如下：

def functionName( level ):
        if level < 1:
            raise Exception("Invalid level!", level)
            # 触发异常后，后面的代码就不会再执行

\*\*注意：\*\*为了能够捕获异常，"except"语句必须有用相同的异常来抛出类对象或者字符串。

例如我们捕获以上异常，"except"语句如下所示：

try:
       Business Logic here...
    except "Invalid level!":
       Exception handling here...
    else:
       Rest of the code here...

--------------------

**用户自定义异常**

通过创建一个新的异常类，程序可以命名它们自己的异常。异常应该是典型的继承自Exception类，通过直接或间接的方式。

以下为与RuntimeError相关的实例,实例中创建了一个类，基类为RuntimeError，用于在异常触发时输出更多的信息。

在try语句块中，用户自定义的异常后执行except块语句，变量 e 是用于创建Networkerror类的实例。

class Networkerror(RuntimeError):
       def __init__(self, arg):
          self.args = arg

在定义以上类后，可以触发该异常，如下所示：

try:
       raise Networkerror("Bad hostname")
    except Networkerror,e:
       print e.args

异常处理代码执行说明：

#!/usr/bin/python
    # -*- coding: UTF-8 -*-
    
    #This is note foe exception
    
    try：
      code    #需要判断是否会抛出异常的代码，如果没有异常处理，python会直接停止执行程序
    
    except:  #这里会捕捉到上面代码中的异常，并根据异常抛出异常处理信息
    #except ExceptionName，args： #同时也可以接受异常名称和参数，针对不同形式的异常做处理
    
      code  #这里执行异常处理的相关代码，打印输出等
    
    
    else：  #如果没有异常则执行else
    
      code  #try部分被正常执行后执行的代码
    
    finally：
      code  #退出try语句块总会执行的程序
    
    
    
    #函数中做异常检测
    def try_exception(num):
      try:
        return int(num)
      except ValueError,arg:
        print arg,"is not a number"
      else:
        print "this is a number inputs"
    
    
    try_exception('xxx')
    
    #输出异常值
    Invalide literal for int() with base 10: 'xxx' is not a number

## 3.断言 ##

凡是用`print()`来辅助查看的地方，都可以用断言（assert）来替代：

def foo(s):
        n = int(s)
        assert n != 0, 'n is zero!'
        return 10 / n
    
    def main():
        foo('0')

`assert`的意思是，表达式`n != 0`应该是`True`，否则，根据程序运行的逻辑，后面的代码肯定会出错。

如果断言失败，`assert`语句本身就会抛出`AssertionError`：

$ python err.py
    Traceback (most recent call last):
      ...
    AssertionError: n is zero!

程序中如果到处充斥着`assert`，和`print()`相比也好不到哪去。不过，启动Python解释器时可以用`-O`参数来关闭`assert`：

$ python -O err.py
    Traceback (most recent call last):
      ...
    ZeroDivisionError: division by zero

注意：断言的开关“-O”是英文大写字母O，不是数字0。

关闭后，你可以把所有的`assert`语句当成`pass`来看。