Python面向对象-异常

Posted 2020-10-23 onetoinf

错误与异常的区别：

错误

• 语法错误：代码不符合解释器或者编译语法。可以在执行前进行修改
• 逻辑错误：不完整或者不合法输入或者计算出现问题。在执行时无法修改

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。

常见的Exception

KeyboardInterrupt	用户中断执行(通常是输入^C)
ZeroDivisionError	除(或取模)零 (所有数据类型)
NameError	未声明/初始化对象 (没有属性)
SyntaxError	Python 语法错误
IndentationError	缩进错误
UnicodeDecodeError	Unicode 解码时的错误
UnicodeEncodeError	Unicode 编码时错误
UnicodeTranslateError	Unicode 转换时错误
SyntaxWarning	可疑的语法的警告

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。
如果你不想在异常发生时结束你的程序，只需在try里捕获它。
语法：

以下为简单的try....except...else的语法：

try:
    expression        #运行别的代码
except <名字>：
    expression        #如果在try部份引发了'name'异常
except <名字>，<数据>:
    expression        #如果引发了'name'异常，获得附加的数据
else:
    expression        #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。

实例1

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
# -*- coding: UTF-8 -*-


try:
    fh = open("testfile", "w")
    fh.write("这是一个测试文件，用于测试异常!!")
except IOError:
    print "Error: 没有找到文件或读取文件失败"
else:
    print "内容写入文件成功"
    fh.close()

以上程序输出结果：

内容写入文件成功

这是一个测试文件，用于测试异常!!

实例2

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，但文件没有写入权限，发生了异常：

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-


try:
    fh = open("testfile", "w")
    fh.write("这是一个测试文件，用于测试异常!!")
except IOError:
    print "Error: 没有找到文件或读取文件失败"
else:
    print "内容写入文件成功"
    fh.close()

在执行代码前为了测试方便，我们可以先去掉 testfile 文件的写权限，命令如下：

chmod -w testfile

再执行以上代码：

$ python test.py 
Error: 没有找到文件或读取文件失败

使用except而不带任何异常类型

你可以不带任何异常类型使用except，如下实例：

try:
    正常的操作
   ......................
except:
    发生异常，执行这块代码
   ......................
else:
    如果没有异常执行这块代码

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，我们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。

使用except而带多种异常类型

你也可以使用相同的except语句来处理多个异常信息，如下所示：

try:
    正常的操作
   ......................
except(Exception1[, Exception2[,...ExceptionN]]]):
   发生以上多个异常中的一个，执行这块代码
   ......................
else:
    如果没有异常执行这块代码

try-finally 语句

finally无论是否检测到了异常，都会执行其下的语句。

为异常处理事件提供清理机制，用于关闭文件或释放系统资源。

实例

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-


try:
    fh = open("testfile", "w")
    try:
        fh.write("这是一个测试文件，用于测试异常!!")
    finally:
        print "关闭文件"
        fh.close()
except IOError:
    print "Error: 没有找到文件或读取文件失败"

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，异常被再次触发，并执行except块代码。

异常的参数

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:
    正常的操作
   ......................
except ExceptionType, Argument:
    你可以在这输出 Argument 的值...

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。

实例

以下为单个异常的实例：

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-


# 定义函数
def temp_convert(var):
    try:
        return int(var)
    except ValueError, Argument:
        print "参数没有包含数字\n", Argument


# 调用函数
temp_convert("xyz");

以上程序执行结果如下：

$ python test.py 
参数没有包含数字
invalid literal for int() with base 10: 'xyz'

try-except-else-finally:

1.若try语句没有异常抛出，则执行else语句，再执行finally语句。

2.若try语句抛出异常了，则执行except语句，再执行finally语句。

try:    expressionexcept:    expressionelse:    expressionfinally:    expression

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。
实例

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，如下所示：

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:
    正常逻辑
except "Invalid level!":
    触发自定义异常    
else:
    其余代码

实例

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-


# 定义函数
def mye( 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


try:
    mye(0)                // 触发异常
except "Invalid level!":
    print 1
else:
    print 2

执行以上代码，输出结果为：

$ python test.py 
Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 11, in <module>
    mye(0)
  File "test.py", line 7, in mye
    raise Exception("Invalid level!", level)
Exception: ('Invalid level!', 0)

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

在你定义以上类后，你可以触发该异常，如下所示：

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

实例1

>>> class FileError(IOError):
...     pass
...
>>> raise FileError,'Test FileError'
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
__main__.FileError: Test FileError
>>> try:
...     raise FileError,'Test FileError'
... except FileError,e:
...     print e
...
Test FileError
>>>

实例2

#encoding:utf-8
'''
Created on Nov 16, 2016
@author: Administrator
'''
class CustomError(Exception):
    def __init__(self,info):
        Exception.__init__(self)
        self.errorinfo = info
        
    def __str__(self):
        return 'custom_ioerror:%s'%self.errorinfo
try:
    raise CustomError('test CustomError')
except CustomError,e:
    print 'ErrorInfo:%s'% e#output:ErrorInfo:custom_ioerror:test CustomError

raise和assert的区别：

raise语句

raise语句用于主动抛出异常
语法格式：raise [exception[,args]]
exception:异常类
args:描述异常信息的元组

assert语句

断言语句：assert语句用于检测表达式是否为真
? 如果为假，引发AssertError错误;
语法格式：assert expression [,args
expression:表达式
args:判断条件的描述信息]

>>> raise IOError,'file not found'
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
IOError: file not found
>>>

>>> assert 7 == 6 ,'don not equal'
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AssertionError: don not equal
>>> assert 7 == 14/2 ,'don not equal'
>>>

with语句

语法

with context [as var]:    with_sute

• with语句用来代替try-except_finally语句使代码更加整洁
• context返回的是一个对象
• var用来保存context返回的对象，为单个返回值或元组
• with_sute使用var变量来对context返回的对象进行操作

import os
try:
    with open('1.txt') as f1:
        print 'in with f1.read',f1.read()
        f1.seek(-5,os.SEEK_SET)      #with 语句虽然会在发生异常后执行相关如关闭文件，释放相关系统资源的操作，但是不会对异常进行处理
except ValueError,e:                 #所以在except-block中对异常进一步进行处理
    print 'in with cathc ValueError',e
    print 'with:',f1.closed

with语句其实是上下文管理

• 1.上下文管理协议：支持该协议的对象应当支持__exit__()和__enter__()两个方法。
• 2.上下文管理器：定义执行with语句时要建立运行时的上下文，负责with语句块上下文的进入与退出操作。
• 3.进入上下文管理器：调用管理方法__enter(),如果设置as var语句，var变量接受_enter()方法的返回值。
• 4.退出上下文管理器：调用__exit__()方法。
• 5.with语句在执行过程中若是遇到了异常，都不会终止with子句的执行，发生的异常只会交付其他的语句处理

实例：

#encoding:utf-8
'''
Created on Nov 16, 2016
@author: Administrator
'''
class MyContex(object):    '''自定义上下文管理器'''
    def __init__(self,name):
        self.name = name
    def __enter__(self):
        print '__enter__'
        return self
    def do_self(self):
        print 'do_self'
        a #这里设置的一个错误
    #exexc_type是错误的类型，exc_value是错误的类型信息，traceback是错误的对象信息
    def __exit__(self,exc_type,exc_value,traceback):
        print '__exit__'
        print 'Error',exc_type,'info:',exc_value
        print traceback    #错误源头
    
# if __name__== '__main__':
#     try:
#         with MyContex('test context') as f:
#             print f.name
#             f.do_self()    #发生异常但是会继续执行，而异常由except子句处理
#     except BaseException,e:
#         print 'catch error in with:',e
if __name__== '__main__':
    with MyContex('test context') as f:
            print f.name
            f.do_self()

运行结果：

__enter__
test context
do_self
__exit__
Error <type 'exceptions.NameError'> info: global name 'a' is not defined
<traceback object at 0x00000000026843C8>
Traceback (most recent call last):
  File "E:\WorkSpace\Dive into Python\_Exception\_MyContex.py", line 32, in <module>
    f.do_self()
  File "E:\WorkSpace\Dive into Python\_Exception\_MyContex.py", line 15, in do_self
    a #这里设置的一个错误
NameError: global name 'a' is not defined

with语句应用场景：

Python 对一些内建对象进行改进，加入了对上下文管理器的支持，可以用于 with 语句中，比如

• 1.文件操作
• 2.进程资源互斥共享，如Lock
• 3.支持上下文的对象

contextlib模块

contextlib 模块提供了3个对象：装饰器 contextmanager、函数 nested 和上下文管理器 closing。

使用这些对象，可以对已有的生成器函数或者对象进行包装，加入对上下文管理协议的支持，避免了专门编写上下文管理器来支持 with 语句。

装饰器 contextmanager

contextmanager 用于对生成器函数进行装饰，生成器函数被装饰以后，返回的是一个上下文管理器，其 enter() 和 exit() 方法由 contextmanager 负责提供，而不再是之前的迭代子。被装饰的生成器函数只能产生一个值，否则会导致异常 RuntimeError；如果使用了 as 子句的话产生的值会赋值给 as 子句中的 target。下面看一个简单的例子。

from contextlib import contextmanager


@contextmanager
def demo():
        print '[Allocate resources]'
        print 'Code before yield-statement executes in __enter__'
        yield '*** contextmanager demo ***'
        print 'Code after yield-statement executes in __exit__'
        print '[Free resources]'


with demo() as value: 
    print 'Assigned Value: %s' % value

运行结果：

[Allocate resources]
Code before yield-statement executes in __enter__
Assigned Value: *** contextmanager demo ***
Code after yield-statement executes in __exit__
[Free resources]

可以看到，生成器函数中 yield 之前的语句在 enter() 方法中执行，yield 之后的语句在 exit() 中执行，而 yield 产生的值赋给了 as 子句中的 value 变量。

需要注意的是，contextmanager 只是省略了 enter() / exit() 的编写，但并不负责实现资源的“获取”和“清理”工作；“获取”操作需要定义在 yield 语句之前，“清理”操作需要定义 yield 语句之后，这样 with 语句在执行 enter() / exit() 方法时会执行这些语句以获取/释放资源，即生成器函数中需要实现必要的逻辑控制，包括资源访问出现错误时抛出适当的异常。

函数 nested

nested 可以将多个上下文管理器组织在一起，避免使用嵌套 with 语句。

#nested 语法
with nested(A(), B(), C()) as (X, Y, Z):
    # with-body code here

#类似于：
with A() as X:
    with B() as Y:
        with C() as Z:
            # with-body code here

需要注意的是，发生异常后，如果某个上下文管理器的 exit() 方法对异常处理返回 False，则更外层的上下文管理器不会监测到异常。

上下文管理器 closing

closing 的实现如下：

class closing(object):
    # help doc here
        def __init__(self, thing):
                self.thing = thing
        def __enter__(self):
                return self.thing
        def __exit__(self, *exc_info):
                self.thing.close()

上下文管理器会将包装的对象赋值给 as 子句的 target 变量，同时保证打开的对象在 with-body 执行完后会关闭掉。closing 上下文管理器包装起来的对象必须提供 close() 方法的定义，否则执行时会报 AttributeError 错误。

class ClosingDemo(object):
        def __init__(self):
                self.acquire()
        def acquire(self):
                print 'Acquire resources.'
        def free(self):
                print 'Clean up any resources acquired.'
        def close(self):
                self.free()

with closing(ClosingDemo()):
        print 'Using resources'

运行结果：

Acquire resources.
Using resources 
Clean up any resources acquired.

closing 适用于提供了 close() 实现的对象，比如网络连接、数据库连接等，也可以在自定义类时通过接口 close() 来执行所需要的资源“清理”工作。

参考：http://www.runoob.com/python/python-exceptions.html

? http://mp.weixin.qq.com/s/LO1yyFeUA6pR_YPyfDoSig