Python初级009-错误与异常

Posted 2020-08-21

错误与异常

目录：

----------什么是错误与异常

1、1、异常类

----------捕捉异常并处理

1、try...except的初步使用

2、try...except的捕获异常分析（一）

3、try...except的捕获异常分析（二）

4、try...except的捕获异常分析（三）

5、try...except的捕获异常分析（四）

6、try ... except...else的捕获异常分析（一）

7、try ... finally....的捕获异常分析（一）

8、try ... except....finally....的捕获异常分析（综合应用）

9、With语句的捕获异常分析（综合应用）

----------raise和assert语句

1、raise语句

2、assert语句

----------标准异常和自定义异常

 

一、什么是错误与异常？

错误：在执行前就出现错误

1、语法错误：代码不符合解释器或者编译器语法

2、逻辑错误：不完整或者不合法输入或者计算出现问题

异常：执行过程中出现问题导致程序无法执行

1、程序遇到逻辑或者算法问题

2、运行过程中计算错误（内存不够或者IO错误）  

错误与异常的区别：

错误：

1、代码运行前的语法或者逻辑错误

2、语法错误在执行前修改，逻辑错误无法修改

异常：代码运行后的

1、异常产生，检查错误且解释器认为是异常，跑出异常

2、异常处理，截获异常，忽略或者终止程序处理异常

 

Python中用异常对象来表示异常情况。通常遇到错误后，就会引发异常，每一个异常都是一些类的实例。这些实例可以被引发，并且可以用很多种方法 进行捕捉，是的程序可以捕捉错误并对其进行处理。

 

1.Python异常类

   Python是面向对象语言，所以程序抛出的异常也是类。常见的Python异常有以下几个，大家只要大致扫一眼，有个映像，等到编程的时候，相信大家肯定会不只一次跟他们照面（除非你不用Python了）。

   Python中的内建异常类

异常	描述
NameError	尝试访问一个没有申明的变量
ZeroDivisionError	除数为0的错误
SyntaxError	语法错误
IndexError	索引超出序列范围
KeyError	请求一个不存在的字典关键字
IOError	输入输出错误（比如你要读的文件不存在）
AttributeError	尝试访问未知的对象属性
ValueError	传给函数的参数类型不正确，比如给int()函数传入字符串形

 

例子：常见的错误---代码运行前

>>> a

Traceback (most recent call last):

  File "<pyshell#4>", line 1, in <module>

    a

NameError: name ‘a‘ is not defined

 

例子：常见的异常---代码运行后

>>> print (1/0)

Traceback (most recent call last):

  File "<pyshell#0>", line 1, in <module>

    print (1/0)

ZeroDivisionError: division by zero

 

>>> while True print("Hello World")

SyntaxError: invalid syntax

 

 

 

二、捕捉异常并处理

===============================================================================

try...except的初步使用

python中的异常使用继承结构创建，可以在异常处理程序中捕获基类异常，也可以捕获各种子类异常，python中使用try...except语句捕获异常，异常子句定义在try子句后面。

try子句中的代码块放置可能出现异常的语句，except子句中的代码块处理异常。

 

语法的整体结构

 

解释：

1、try是用来捕获try_suite块中的错误，并且将错误交给except处理。

2、try下面的try_suite块指的是需要被处理的逻辑代码，检测是否具有异常。

3、except是用接收try所捕获的异常的，如果处理异常和设置捕获异常一致，使用Exception_block处理异常。(当处理异常和设置捕获异常不一致时，此异常就会被解释器直接处理。)

4、后面的Exception是指内建异常类，称为设置异常，用来与try_suite块所捕获到的异常类相匹配，看看是否相等。

5、.[e] 是指变量，用于保存所出现的错误异常的信息。（如果处理异常和捕获异常不一致时，它就是用来保存解释器直接处理的错误信息。）

6、exception_block指的的用来处理捕获异常的逻辑。

 

例子：

[[email protected] ~]# cat error.py

#!/usr/bin/python

a

print "exec over"

[[email protected] ~]# ./error.py

Traceback (most recent call last):

  File "./error.py", line 2, in <module>

    a

NameError: name ‘a‘ is not defined

解析：

这里的a和print "exec over"是属于同一个程序块，a没有被定义，所以不能输出。

 

 

例子：

[[email protected] ~]# cat error.py

#!/usr/bin/python

try:

a

except NameError,e:

print "catch Error:",e

print "exec over"

[[email protected] ~]# ./error.py

catch Error: name ‘a‘ is not defined

exec over

解析：

try捕获到a没有被定义就使用了，将存在的异常交给except处理，捕获异常与处理异常类型一致，e指的是存放处理信息，捕捉到的异常被处理得到的信息就是“name ‘a‘ is not defined”。print "exec over"和上面的异常程序没有关系，直接就是所见即所得。

 

 

例子：

[[email protected] ~]# cat error.py

#!/usr/bin/python

a = 0

try:

a

except NameError,e:

print "catch Error:",e

 

print "exec over"

[[email protected] ~]# ./error.py

exec over

解析：

这里的a被定义了，不存在异常，异常程序也就不会有输出，直接就执行异常程序外的语句

 

===============================================================================

try...except的捕获异常分析（一）

例子：可以捕获异常，因为是运行时出现错误

[[email protected] ~]# cat test.py

#!/usr/bin/python

try:

undef

except:

print "catch an except"

[[email protected] ~]# ./test.py

catch an except

解析：

undef是在运行过程中没有被定义的，存在异常，异常程序段中匹配到异常，从而得以输出。

 

 

例子：不能捕获异常，因为是语法错误，运行前出现错误

[[email protected] ~]# cat test.py

#!/usr/bin/python

try:

if undef

except:

print "catch an except"

[[email protected] ~]# ./test.py

  File "./test.py", line 3

    if undef

           ^

SyntaxError: invalid syntax

解析：

先说说python的代码执行过程：在执行异常段程序之前，Python先把代码（.py文件）用解释器编译成二进制的字节码，在此编译过程中会先检查语法结构是否正确，如果语法结构是正确的，就交给字节码虚拟机（如果语法结构是错误的，在编译的过程中就会把这个错误给抛出来），然后虚拟机一条一条执行字节码指令，从而完成程序的执行。

if undef是语法错误，也就是此异常程序运行之前的。所以异常程序块根本就不会执行，也就不会捕捉到异常。

===============================================================================

try...except的捕获异常分析（二）

 

例子：异常单处理

代码：

[[email protected] ~]# cat firstpy.py

#!/usr/bin/python

try:

    x = input(‘Enter the first number:‘)

    y = input(‘Enter the second number:‘)   

    print x/y

except ZeroDivisionError: #匹配捕获异常和设置异常类型是否一致

    print "Exception: can‘t you enter the denominator is zero" #异常处理快语句

 

代码执行结果

[[email protected] ~]# ./firstpy.py

Enter the first number:10

Enter the second number:0

Exception: can‘t you enter the denominator is zero

解析：

try检测到代码的异常，交给了except进行处理，except将捕获异常和设置异常进行匹配，发现捕获异常的类型和设置异常的类型是一致的，就会执行异常处理块语句。

 

问题来了：

当设置异常的类型是与try：检测出的异常不相同时会出现上面结果呢？

代码：

[[email protected] ~]# cat firstpy.py

#!/usr/bin/python

try:

    x = input(‘Enter the first number:‘)

    y = input(‘Enter the second number:‘)   

    print x/y

except NameError: #匹配捕获异常和设置异常类型是否一致

print "Exception: can‘t you enter the denominator is zero"

结果：

[[email protected] ~]# ./firstpy.py

Enter the first number:10

Enter the second number:0

Traceback (most recent call last):

  File "C:\Users\yu\Desktop\yichang.py", line 3, in <module>

    print x/y

ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero

解析：

except开始处理异常时，发现设置异常（NameError）的类型和捕捉异常（ZeroDivisionError）的类型不一致，except就会自动的忽略掉捕捉到的异常，然后将捕捉到的异常向上抛，抛给了python解释器，python解释器会处理这个异常，python解释器处理的默认形式就是终止代码的运行。

 

===============================================================================

try...except的捕获异常分析（三）

 

例子：多个异常处理--捕获多个异常

当捕捉异常与设置异常的类型不相同时，那这个时候，这个异常就会逃过异常的处理并导致程序的终止。那么为了避免出现这个现象，从而捕捉到这个异常，怎么做呢？可以在try/except语句后面加上多个except子句。

 

代码：

[[email protected] ~]# cat firstpy.py

#!/usr/bin/python

try:

    x = input(‘Enter the first number:‘)

    y = input(‘Enter the second number:‘)

    print x/y

except TypeError:

print "Function of the type error"

except ZeroDivisionError:

    print "Exception: can‘t you enter the denominator is zero"

except SyntaxError:

print "Grammar mistakes"

 

执行代码结果：

[[email protected] ~]# ./firstpy.py

Enter the first number:10

Enter the second number:‘2‘   

Function of the type error

Enter the first number:10

Enter the second number:0

Exception: can‘t you enter the denominator is zero

解析：

当捕捉异常与设置异常的类型不相同时，python会终止程序，然后捕捉异常会匹配下一个设置异常的类型是否一致，如果一致，就会输出except的处理块，并且不会继续匹配。如果依旧是不一致的，依然会终止程序，再次进行匹配。

 

问题又来了

1、使用多个except子句是不是很烦

2、怎么能够一次性多匹配内建异常类型呢？

 

例子：匹配多个设置异常---捕获多个异常

代码

[[email protected] ~]# cat firstpy.py

#!/usr/bin/python

try:

    x = input(‘Enter the first number:‘)

    y = input(‘Enter the second number:‘)

    print x/y

except (ZeroDivisionError,TypeError):

    print "Detect abnormalities"

 

代码的执行结果

[[email protected] ~]# ./firstpy.py

Enter the first number:10

Enter the second number:‘1‘        

Detect abnormalities

[[email protected] ~]# ./firstpy.py

Enter the first number:10

Enter the second number:0     

Detect abnormalities

[[email protected] ~]# ./firstpy.py

Enter the first number:10

Enter the second number:/0

Traceback (most recent call last):

  File "./firstpy.py", line 4, in <module>

    y = input(‘Enter the second number:‘)

  File "<string>", line 1

    /0

    ^

SyntaxError: invalid syntax

分析：

想要一次性匹配多个异常类，直接在except后面加上括号，里面写入要匹配的异常类，用逗号隔开。检测异常匹配异常类有两个ZeroDivisionError,TypeError。上述的执行结果有三个，前面连个都被匹配到了，报出了“Detect abnormalities”信息。第三个是没有检测到的，python解释器终止运行。

 

===============================================================================

try...except的捕获异常分析（四）

 

例子：捕捉对象本身

代码

[[email protected] ~]# cat firstpy.py

#!/usr/bin/python

try:

    x = input(‘Enter the first number:‘)

    y = input(‘Enter the second number:‘)

    print x/y

except (ZeroDivisionError,TypeError),e:

    print e

 

结果

[[email protected] ~]# ./firstpy.py

Enter the first number:10

Enter the second number:0

integer division or modulo by zero

[[email protected] ~]# ./firstpy.py

Enter the first number:10

Enter the second number:‘1‘

unsupported operand type(s) for /: ‘int‘ and ‘str‘

 

例子：真正的全力捕捉

  为了避免一些异常没有被检测到，我们不能把所有的异常类型都写下进行匹配，想要实现这个要求，方法很简单，就是在except子句后面什么都不加。

代码：

[[email protected] ~]# cat firstpy.py

#!/usr/bin/python

try:

    x = input(‘Enter the first number:‘)

    y = input(‘Enter the second number:‘)

    print x/y

except (ZeroDivisionError,TypeError),e:

    print e

 

===============================================================================

try ... except...else的捕获异常分析（一）

Python中有很多特殊的else用法，比如用于条件和循环。放到try语句中，其作用其实也差不多：就是当没有检测到异常的时候，则执行else语句。

 

例子：try ... except...else的简单认识

代码：

while True:

    try:

        x = input(‘Enter the first number:‘)

        y = input(‘Enter the second number:‘)

        value = x/y

        print ‘x/y is‘, value

    except: #匹配到异常执行下面的语句

        print ‘please try again‘

    else: #没有匹配到异常就跳出循环

        break

结果

=================RESTART:C:\Users\yu\Desktop\yichang.py=================

>>>

Enter the first number:10

Enter the second number:0

please try again

Enter the first number:10

Enter the second number:‘1‘

please try again

Enter the first number:10

Enter the second number:2

x/y is 5

 

分析：

在循环里只有没有异常引发的情况下才会推出循环，只有异常发生，程序会不断的要求你重新输入。

 

例子：处理信息存储到e中

代码

while True:

    try:

        x = input(‘Enter the first number:‘)

        y = input(‘Enter the second number:‘)

        value = x/y

        print ‘x/y is‘, value

    except Exception,e:

        print ‘input:‘,e

        print ‘please try again‘

    else:

        break

结果

==================RESTART:C:\Users\yu\Desktop\yichang.py=================

Enter the first number:10

Enter the second number:0

input: integer division or modulo by zero

please try again

Enter the first number:10

Enter the second number:‘1‘

input: unsupported operand type(s) for /: ‘int‘ and ‘str‘

please try again

Enter the first number:10

Enter the second number:2

x/y is 5

===============================================================================

try ... finally....的捕获异常分析（一）

finally子句是无论是否检测到异常，都会执行的一段代码。我们可以丢掉except子句和else子句，单独使用try...finally，也可以配合except等使用。

 

try ... finally语句的基本结构

 

处理过程：

1、如果try语句没有捕捉到异常，就直接执行do_finally语句块。

2、如果try语句捕捉到了异常，程序首先会执行do_finally语句块，然后将捕捉到的异常交给python解释器处理。

 

例子：存在异常

代码：

x = None

try:

    x = 10/0

finally:

    print ‘Cleaning up.....‘

    del x

解析：

try检测到异常，执行finally子句，然后将捕捉到的异常发给python解释器处理，python解释器会直接终止运行程序。运行这段代码，在程序崩溃之前，对于变量x的清理就完成了

在try子句之前初始换x的原因是如果不这样做的话，由于ZeroDIVISIONerror的存在，x就不会被赋值。这样就会导致finally子句中使用del删除他的时候发生异常，而且这个异常是无法捕捉的。

 

结果：

=================RESTART:C:\Users\yu\Desktop\yichang.py==================

Cleaning up.....

 

Traceback (most recent call last):

  File "C:\Users\yu\Desktop\yichang.py", line 3, in <module>

    x = 10/0

ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero

 

例子：不存在异常

代码

x = None

try:

    x = 10/2

finally:

    print ‘Cleaning up.....‘

    del x

结果

===================RESTART:C:/Users/yu/Desktop/test.py===================

Cleaning up.....

>>>

解析：

Try语句捕捉到异常，直接执行finally子句块。

 

===============================================================================

try ... except....finally....的捕获异常分析（综合应用）

try ... except....finally的基本结构

 

try ... except....finally的应用过程

1、若try语句没有捕捉到异常，在执行try代码段后，直接执行finaly。

2、若try捕捉到异常，首先会执行except处理异常，然后执行finally

 

例子：try语句没有捕捉到异常

代码：

x = None

try:

    x = 10/2

except ZeroDivisionError:

    print "Exception: can‘t you enter the denominator is zero"

finally:

    print ‘Cleaning up.....‘

    del x

 

结果：

=================RESTART:C:/Users/yu/Desktop/except.py=================

Cleaning up.....

 

分析：

这里没有捕捉到异常，直接执行了finally语句

 

例子：try语句捕捉到了异常

代码：

x = None

try:

    x = 10/0

except ZeroDivisionError:

    print "Exception: can‘t you enter the denominator is zero"

finally:

    print ‘Cleaning up.....‘

    del x

 

 

结果：

=================RESTART:C:/Users/yu/Desktop/except.py=================

Exception: can‘t you enter the denominator is zero

Cleaning up.....

 

分析

这里捕捉到了异常。（捕捉异常与设置异常类型一致）先是执行except语句，然后执行finally语句。

 

===============================================================================

With语句的捕获异常分析（综合应用）

With语句的基本结构

 

With语句的使用过程

1、with语句用来代替try...except...finally语句，是代码更加简洁

2、context表达式返回的是一个上下文管理器对象

3、var用来保存context返回对象。var可以是单个变量，或者由“()”括起来的元组（不能是仅仅由“,”分隔的变量列表，必须加“()”）

4、with_suite 使用var变量来对context返回对象进行操作

with语句实质是上下文管理：

1、上下文管理协议：包含方法 __enter__() 和 __exit__()，支持该协议的对象要实现这两个方法。

2、上下文管理器：支持上下文管理协议的对象，这种对象实现了__enter__() 和 __exit__() 方法。上下文管理器定义执行 with 语句时要建立的运行时上下文，负责执行 with 语句块上下文中的进入与退出操作。通常使用 with 语句调用上下文管理器，也可以通过直接调用其方法来使用。

3、运行时上下文：由上下文管理器创建，通过上下文管理器的 __enter__() 和

__exit__() 方法实现，__enter__() 方法在语句体执行之前进入运行时上下文，__exit__() 在语句体执行完后从运行时上下文退出。with 语句支持运行时上下文这一概念。

4、上下文表达式：with 语句中跟在关键字 with 之后的表达式，该表达式要返回一个上下文管理器对象。

5、语句体（with-body）：with 语句包裹起来的代码块，在执行语句体之前会调用上下文管理器的 __enter__() 方法，执行完语句体之后会执行 __exit__() 方法。

 

 

例子：with语句实例

 

分析：

1、打开1.txt文件

2、打开文件后，open（‘1.txt’）语句会返回一个对象，将这些对象保存在f中

3、With中的代码执行完成后，就关闭文件。如果代买执行时出现异常，首先管关闭文件，然后在进程处理异常。

 

代码：使用 with 语句操作文件对象

    with open(r‘somefileName‘) as somefile:

        for line in somefile:

            print line

            # ...more code

分析：

这里使用了 with 语句，不管在处理文件过程中是否发生异常，都能保证 with 语句执行完毕后，被打开的文件句柄都已经关闭了。如果使用传统的 try/finally 范式，则要使用类似如下代码：

 

代码：try/finally 方式操作文件对象

    somefile = open(r‘somefileName‘)

    try:

        for line in somefile:

            print line

            # ...more code

    finally:

        somefile.close()

分析：

比较起来，使用 with 语句可以减少编码量。已经加入对上下文管理协议支持的还有模块 threading、decimal 等。

 

 

 

例子：with 语句执行过程

    context_manager = context_expression

    exit = type(context_manager).__exit__  

    value = type(context_manager).__enter__(context_manager)

    exc = True   # True 表示正常执行，即便有异常也忽略；False 表示重新抛出异常，需要对异常进行处理

    try:

        try:

            target = value  # 如果使用了 as 子句

            with-body     # 执行 with-body

        except:

            # 执行过程中有异常发生

            exc = False

            # 如果 __exit__ 返回 True，则异常被忽略；如果返回 False，则重新抛出异常

            # 由外层代码对异常进行处理

            if not exit(context_manager, *sys.exc_info()):

                raise

    finally:

        # 正常退出，或者通过 statement-body 中的 break/continue/return 语句退出

        # 或者忽略异常退出

        if exc:

            exit(context_manager, None, None, None)

        # 缺省返回 None，None 在布尔上下文中看做是 False

过程分析：

1、执行 context_expression，生成上下文管理器 context_manager

2、调用上下文管理器的 __enter__() 方法；如果使用了 as 子句，则将 __enter__() 方法的返回值赋值给 as 子句中的 target(s)

3、执行语句体 with-body

4、不管是否执行过程中是否发生了异常，执行上下文管理器的 __exit__() 方法，__exit__() 方法负责执行“清理”工作，如释放资源等。如果执行过程中没有出现异常，或者语句体中执行了语句 break/continue/return，则以 None 作为参数调用 __exit__(None, None, None) ；如果执行过程中出现异常，则使用 sys.exc_info 得到的异常信息为参数调用 __exit__(exc_type, exc_value, exc_traceback)

5、出现异常时，如果 __exit__(type, value, traceback) 返回 False，则会重新抛出异常，让with 之外的语句逻辑来处理异常，这也是通用做法；如果返回 True，则忽略异常，不再对异常进行处理.

 

总结

with是对try…expect…finally语法的一种简化，并且提供了对于异常非常好的处理方式。在Python有2种方式来实现with语法：class-based和decorator-based，2种方式在原理上是等价的，可以根据具体场景自己选择。

 

 

三：raise和assert语句

===============================================================================

---------raise语句

Raise语句用于主动跑出异常，从而结束异常。

例子：

>>> a = 10

>>> b = 0

>>> raise a/b

 

Traceback (most recent call last):

  File "<pyshell#28>", line 1, in <module>

    raise a/b

ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero

 

===============================================================================

----------assert语句

1、assert语句用来声明某个条件是真的。

2、如果你非常确信某个你使用的列表中至少有一个元素，而你想要检验这一点，并且在它非真的时候引发一个错误，那么assert语句是应用在这种情形下的理想语句。

3、当assert语句失败的时候，会引发一AssertionError。

例子：

>>> list1 = [‘information‘,‘Genal‘,‘23‘,‘man‘]

>>> len(list1)

4

>>> assert len(list1) > =4 #判定list1中元素大于等于4个的，判定为真，

>>> list1.pop()

‘man‘

>>> len(list1)

3

>>> assert len(list1) > =4

 

Traceback (most recent call last):#判定list1中元素大于等于4个的，判定为假。

 

  File "<pyshell#23>", line 1, in <module>

    assert len(list1) > 3

AssertionError

 

四：标准异常和自定义异常

===============================================================================

----------标准异常

 

 

 

 

----------自定义异常

自定义异常：

1、Python允许自定义异常，用于描述python中没有涉及的异常情况

2、自定义异常必须继承Exception类

3、自定义异常只能主动触发

 

自定义异常示例：

 

例子：

>>> class FileError(IOError):

pass

 

>>> raise FileError,"Test FileError"

 

Traceback (most recent call last):

  File "<pyshell#36>", line 1, in <module>

    raise FileError,"Test FileError"

FileError: Test FileError

 

 

例子：

>>> try:

raise FileError,"Test FileError"

except FileError,e:

print e

Test FileError

 

例子：

代码：

class CustomError(Exception):

    def _init_(self,info):

        Exception,_init_(self)

        self,errorinfo = info

 

    def _str_(self):

        return "CustionError:%s" % self,errorinfo

try:

    raise CustomError("test CustomError")

except CustomError,e:

    print "ErrorInfo:%s" %(e)

结果

================= RESTART: C:/Users/yu/Desktop/exception2.py =================

ErrorInfo:test CustomError

>>>

 

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