一:错误、调试和测试
1 程序运行中的错误:
a 程序编写有问题造成的,这种错误我们通常称之为bug,bug是必须修复的。
b 用户输入造成的,可以通过检查用户输入来做相应的处理。
c 还有一类错误是完全无法在程序运行过程中预测的,比如写入文件的时候,磁盘满了,写不进去了,或者从网络抓取数据,网络突然断掉了。这类错误也称为异常,在程序中通常是必须处理的,否则,程序会因为各种问题终止并退出。
2 调试:我们也需要跟踪程序的执行,查看变量的值是否正确,这个过程称为调试。Python的pdb可以让我们以单步方式执行代码。
3 测试:最后,编写测试也很重要。有了良好的测试,就可以在程序修改后反复运行,确保程序输出符合我们编写的测试。
二:错误处理(用try......except......finally)
1 (用try......except......finally来捕获错误)
1 try: 2 print(‘try...‘) 3 r = 10 / 0 4 print(‘result:‘, r) 5 except ZeroDivisionError as e: 6 print(‘except:‘, e) 7 finally: 8 print(‘finally...‘) 9 print(‘END‘)
a 当我们认为某些代码可能会出错时,就可以用try
来运行这段代码,如果执行出错,则后续代码不会继续执行,而是直接跳转至错误处理代码,即except
语句块,执行完except
后,如果有finally
语句块,则执行finally
语句块,至此,执行完毕。
b 错误可能有很多种类,如果发生了不同类型的错误,应该由不同的except
语句块处理。没错,可以有多个except
来捕获不同类型的错误:
int()
函数可能会抛出ValueError
,所以我们用一个except
捕获ValueError
,用另一个except
捕获ZeroDivisionError
。
此外,如果没有错误发生,可以在except
语句块后面加一个else
,当没有错误发生时,会自动执行else
语句:
1 try: 2 print(‘try...‘) 3 r = 10 / int(‘2‘) 4 print(‘result:‘, r) 5 except ValueError as e: 6 print(‘ValueError:‘, e) 7 except ZeroDivisionError as e: 8 print(‘ZeroDivisionError:‘, e) 9 else: 10 print(‘no error!‘) 11 finally: 12 print(‘finally...‘) 13 print(‘END‘)
c Python的错误其实也是class,所有的错误类型都继承自BaseException
,所以在使用except
时需要注意的是,它不但捕获该类型的错误,还把其子类也“一网打尽”。比如:
1 try: 2 foo() 3 except ValueError as e: 4 print(‘ValueError‘) 5 except UnicodeError as e: 6 print(‘UnicodeError‘)
第二个except
永远也捕获不到UnicodeError
,因为UnicodeError
是ValueError
的子类,如果有,也被第一个except
给捕获了。
Python所有的错误都是从BaseException
类派生的,常见的错误类型和继承关系看这里:
https://docs.python.org/3/library/exceptions.html#exception-hierarchy
d 使用try...except
捕获错误还有一个巨大的好处,就是可以跨越多层调用,比如函数main()
调用foo()
,foo()
调用bar()
,结果bar()
出错了,这时,只要main()
捕获到了,就可以处理:
1 def foo(s): 2 return 10 / int(s) 3 4 def bar(s): 5 return foo(s) * 2 6 7 def main(): 8 try: 9 bar(‘0‘) 10 except Exception as e: 11 print(‘Error:‘, e) 12 finally: 13 print(‘finally...‘)
也就是说,不需要在每个可能出错的地方去捕获错误,只要在合适的层次去捕获错误就可以了。这样一来,就大大减少了写try...except...finally
的麻烦。
2 调用栈(不用try......except......finally来捕获)
如果错误没有被捕获,它就会一直往上抛,最后被Python解释器捕获,打印一个错误信息,然后程序退出。
1 def foo(s): 2 return 10 / int(s) 3 4 def bar(s): 5 return foo(s) * 2 6 7 def main(): 8 bar(‘0‘) 9 10 main()
结果如下:
1 $ python3 err.py 2 Traceback (most recent call last): 3 File "err.py", line 11, in <module> 4 main() 5 File "err.py", line 9, in main 6 bar(‘0‘) 7 File "err.py", line 6, in bar 8 return foo(s) * 2 9 File "err.py", line 3, in foo 10 return 10 / int(s) 11 ZeroDivisionError: division by zero
不过要自己分析错误的调用栈信息,定位错误的位置。
3 记录错误
如果不捕获错误,自然可以让Python解释器来打印出错误堆栈,但程序也被结束了。既然我们能捕获错误,就可以把错误堆栈打印出来,然后分析错误原因,同时,让程序继续执行下去。
Python内置的logging
模块可以非常容易地记录错误信息:
1 import logging 2 3 def foo(s): 4 return 10 / int(s) 5 6 def bar(s): 7 return foo(s) * 2 8 9 def main(): 10 try: 11 bar(‘0‘) 12 except Exception as e: 13 logging.exception(e) 14 15 main() 16 print(‘END‘)
同样是出错,但程序打印完错误信息后会继续执行,并正常退出
1 $ python3 err_logging.py 2 ERROR:root:division by zero 3 Traceback (most recent call last): 4 File "err_logging.py", line 13, in main 5 bar(‘0‘) 6 File "err_logging.py", line 9, in bar 7 return foo(s) * 2 8 File "err_logging.py", line 6, in foo 9 return 10 / int(s) 10 ZeroDivisionError: division by zero 11 END
通过配置,logging
还可以把错误记录到日志文件里,方便事后排查。
4 抛出错误
因为错误是class,捕获一个错误就是捕获到该class的一个实例。因此,错误并不是凭空产生的,而是有意创建并抛出的。Python的内置函数会抛出很多类型的错误,我们自己编写的函数也可以抛出错误。
如果要抛出错误,首先根据需要,可以定义一个错误的class,选择好继承关系,然后,用raise
语句抛出一个错误的实例
1 # err_raise.py 2 class FooError(ValueError): 3 pass 4 5 def foo(s): 6 n = int(s) 7 if n==0: 8 raise FooError(‘invalid value: %s‘ % s) 9 return 10 / n 10 11 foo(‘0‘)
执行,可以最后跟踪到我们自己定义的错误
1 $ python3 err_raise.py 2 Traceback (most recent call last): 3 File "err_throw.py", line 11, in <module> 4 foo(‘0‘) 5 File "err_throw.py", line 8, in foo 6 raise FooError(‘invalid value: %s‘ % s) 7 __main__.FooError: invalid value: 0
只有在必要的时候才定义我们自己的错误类型。如果可以选择Python已有的内置的错误类型(比如ValueError
,TypeError
),尽量使用Python内置的错误类型。