一步一步展示并总结Python的异常建议收藏

Posted 2021-11-11 雷学委

正式的Python专栏第17篇，同学站住，别错过这个从0开始的文章！

写程序，写多了，就容易出bug，当然也容易出现Exception异常！

什么是错误与异常Exception？

这个跟语法错误不一样，语法错误编译器会直接提示处理（在程序运行之前）。 比如IndentationError，这种是语法级别的异常，它也是Exception的子类）

出bug，则是在运行过程中产生超乎意料的处理结果，逻辑处理错误，但是这类错误通常不会让程序中断，往往是反应在最后的结果输出中，发现偶然几次运行跟预期的不一样，或者偶然几个输入的输出结果不符合总体运行规律。

异常就是程序中间出现 值/操作 不在系统内设定预期值内，在程序执行过程中产生的错误（不合法的数据类型，超预期设定的像磁盘/网络/文件故障等等），而且错误会被程序抛出，中止后续运行。 所以有时候我们也称呼异常为：运行时错误！

可能小白不太懂，比如下面一个现象，有点高能：

小白打算申请跟Python编译器登记结婚？ 无法理解的，称之为错误！
小白跟一个萌妹子结婚，这是正常情况（没有异常也没有错误）
小白跟一个同性结婚，这是属于异常情况（在现今社会没有被广泛认可，但是确实存在。)

我们下面会展示异常的结构树，会再次谈到异常跟错误的关系。

展示一下异常

直接复制下方代码到python REPL终端：

result = 1 / 0
print("result=", result)

运行效果如下：

看到了吗？

这就是异常，这里的异常是：ZeroDivisionError, 错误消息：division by zero（除零错误！）

错误与异常的关联和更多展示

常见的异常很多，像下面的几种，都非常常见。

• ModuleNotFoundError ： 通常出现在import leixuewei #导入一个库的时候，这个库不存在则抛出异常！
• KeyError: 出席在dict类型的数据取某个键值的时候，比如直接定义一个dict类型的数据，不放入任何键值就取‘leixuewei’这个key，那就会抛出这个错误。
• IndexError: 这种就是访问数组或者list列表数据的时候，超出下标，明明一个list就只有2个元素，硬要取第三个元素的时候报错。
• ArithmeticError: 上面展示的数值除以0，抛出的异常就是一种，还包括了OeverflowError， FloatingPointError等。

这些错误都非常直观。

这里我们可以打开PyCharm找到Exception类，使用‘find usage’ 查看这个类的子类。

记住这些异常，其实意义不大。

我们编程更多是需要知道异常的链条和如何使用异常，知道把握这些异常的关联： 继承关系。

下面，我们双击RuntimeError, 马上就发现这个RuntimeError class 后面紧跟了一个NotImplementedError子类。

那么异常的根源在哪里？

我们继续查找Exception 的父亲BaseException，如下图：

开发中如何运用异常

灵活运用断言异常，它就挺适合在程序中进行预判的。当然最好的方式是，补充unittest（单元测试）这个在学委之前文章中提到了。

AssertionError 断言异常

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# @Time : 2021/10/23 12:32 下午
# @Author : LeiXueWei
# @CSDN/Juejin/Wechat: 雷学委
# @XueWeiTag: CodingDemo
# @File : assertdemo.py
# @Project : hello

def double(v1):
    result = v1 * 2
    assert result == v1 + v1
    return result


def double_v2(v1):
    result = v1 * 2
    assert result == v1 + 2
    return result


print(double(3))
print(double_v2(3))

运行效果如下：

这里我们写了一个double（双倍函数），出入一个数字，内部计算应该是2*数字，我们也预期结果为： 数字 + 数字

这种断言异常可以在程序中灵活使用，学委建议不要一下子写几百行代码，而且实现一段逻辑代码的时候适当加上。

比如在做算法类型的题目的时候，加上这个可以有效的辅助程序的完成：有效的中间产生结果校验。

异常处理

Python 提供了语法支持方便我们针对程序异常，按情况进行处理，语法解释如下：

try:
    #运行可能出现异常的函数abc
    abc()
except Exception as e:
    #上述函数abc运行出现异常
    运行一下异常补救的代码或者记录异常
else:
	#abc函数没有发生异常
	运行确认没有异常的代码
finally:
    #不管有没有异常
    print(“总会被执行打印！”)

这里学委写了一段示例代码，可以直接复制运行：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# @Time : 2021/10/24 1:54 下午
# @Author : LeiXueWei
# @CSDN/Juejin/Wechat: 雷学委
# @XueWeiTag: CodingDemo
# @File : trycatchdemo.py
# @Project : hello

def divide(a, b):
    return a / b


result = 100
has_error = False
try:
    data = divide(1, 0) #运行除0函数，会抛出异常
except Exception as e:
    print("error is %s" % e)
    has_error = True
else:
    print("there is no exception")
finally:
    print("always run ")
if not has_error:
    result += data
print("final value %s" % result)

异常捕捉，可以让程序跳过指定异常，继续执行。

如语法介绍那样，正确运行如下图：

使用try-except语句这不是必要的。

通常我们在应对外部接口或者外部程序调用，外部资源整合的时候，用这个可以有效的保护本程序，跳过外部（别人的）程序错误，继续执行程序，仅此而已。

可以在except 块内放置一些错误处理或者补救代码，比如divide函数还成对等的函数，然后继续后续程序处理。

定义自己的异常，并抛出！

当我们开发一个大型应用的时候，比如Django，我们发现运行这个框架开发的时候，有时候会出现一写Django自带的异常。

这种要如何做？

定义用户自己的异常

通常都是继承RuntimeError类，这类型的异常肯定是运行时异常。

如下：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# @Time : 2021/10/24 2:18 下午
# @Author : LeiXueWei
# @CSDN/Juejin/Wechat: 雷学委
# @XueWeiTag: CodingDemo
# @File : userexception.py
# @Project : hello


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


def copy():
    print("抄袭！")
    raise DotNotCopyError("某某抄袭了学委的文章！")

copy()

非常简单，这里也展示了如何抛出异常，我们使用raise关键字加上异常的实例即可。

运行效果如下：

raise也可以抛出其他内置的异常，可以根据需要在程序中使用。比如程序中检测网络情况，预先抛出异常，帮助运维及早发现外部依赖故障。这个请根据实际情况编写。

延伸思考 - SyntaxError居然也是异常的子类！

但是这里我们看到SyntaxError也是异常Exception，错误不是跟异常不一样吗？怎么都是同个父亲：Exception。所以严格上来说或Exception不能称为运行时异常，而是部分Exception的子类为运行时异常，因为SyntaxError属于编译解析器解析代码的时候发现的语法错误。

而且SyntaxError是不能够被程序捕捉的。

从这里看，Python的异常机制设计跟Java相比显得比较凌乱了！在Java中异常的根部是Throwable，然后延伸出Error和Exception两个派系，像Error是不能被捕捉，这方面比较清晰。

总结

python的异常，学委总结如下：

今天1024，学委在此祝愿大家程序不出bug，然后拿捏一切异常！

对了，喜欢Python的朋友，请关注学委的 Python基础专栏 or Python入门到精通大专栏

持续学习持续开发，我是雷学委！
编程很有趣，关键是把技术搞透彻讲明白。
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