第七章 Python异常处理

Posted 2020-08-14

什么是异常？

顾名思义，异常就是程序因为某种原因无法正常工作了，比如缩进错误、缺少软件包、环境错误、连接超时等等都会引发异常。一个健壮的程序应该把所能预知的异常都应做相应的处理，应对一些简单的异常情况，使得更好的保证程序长时间运行。即使出了问题，也可让维护者一眼看出问题所在。因此本章节讲解的就是怎么处理异常，让你的程序更加健壮。

7.1 捕捉异常语法

try...except...
try:
     expression
except [Except Type]:
     expression

7.2 异常类型

常见的异常类型：

异常类型	用途
SyntaxError	语法错误
IndentationError	缩进错误
TypeError	对象类型与要求不符合
ImportError	模块或包导入错误；一般路径或名称错误
KeyError	字典里面不存在的键
NameError	变量不存在
IndexError	下标超出序列范围
IOError	输入/输出异常；一般是无法打开文件
AttributeError	对象里没有属性
KeyboardInterrupt	键盘接受到Ctrl+C
Exception	通用的异常类型；一般会捕捉所有异常

还有一些异常类型，可以通过dir查看：

>>> import exceptions
>>> dir(exceptions)
[‘ArithmeticError‘, ‘AssertionError‘, ‘AttributeError‘, ‘BaseException‘, ‘BufferError‘, ‘BytesWarning‘, ‘DeprecationWarning‘, ‘EOFError‘, ‘EnvironmentError‘, ‘Exception‘, ‘FloatingPointError‘, ‘FutureWarning‘, ‘GeneratorExit‘, ‘IOError‘, ‘ImportError‘, ‘ImportWarning‘, ‘IndentationError‘, ‘IndexError‘, ‘KeyError‘, ‘KeyboardInterrupt‘, ‘LookupError‘, ‘MemoryError‘, ‘NameError‘, ‘NotImplementedError‘, ‘OSError‘, ‘OverflowError‘, ‘PendingDeprecationWarning‘, ‘ReferenceError‘, ‘RuntimeError‘, ‘RuntimeWarning‘, ‘StandardError‘, ‘StopIteration‘, ‘SyntaxError‘, ‘SyntaxWarning‘, ‘SystemError‘, ‘SystemExit‘, ‘TabError‘, ‘TypeError‘, ‘UnboundLocalError‘, ‘UnicodeDecodeError‘, ‘UnicodeEncodeError‘, ‘UnicodeError‘, ‘UnicodeTranslateError‘, ‘UnicodeWarning‘, ‘UserWarning‘, ‘ValueError‘, ‘Warning‘, ‘ZeroDivisionError‘, ‘__doc__‘, ‘__name__‘, ‘__package__‘]

7.3 异常处理

例如：打印一个没有定义的变量

>>> print a
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name ‘a‘ is not defined

会抛出异常，提示名字没有定义。如果程序遇到这种情况，就会终止。

那我们可以这样，当没有这个变量的时候就变量赋值，否则继续操作。

>>> try:             
...   print a
... except NameError:
...   a = ""
...
>>> a
‘‘

这样就避免了异常的发生。在开发中往往不知道什么是什么异常类型，这时就可以使用Exception类型来捕捉所有的异常：

例如：打印一个类对象里面没有的属性

>>> class A:
...   a = 1
...   b = 2
...
>>> c = A()
>>> try:
...   print c.c
... except Exception:
...   print "Error..."
...
Error...

有时也想把异常信息也打印出来，怎么做呢？

可以把错误输出保存到一个变量中，根据上面例子来：

>>> try:
...   print c.c
... except Exception, e:
...   print "Error: " + str(e)
...
Error: A instance has no attribute ‘c‘
# 也可以使用as关键字将错误出输出保存到变量中
>>> try:               
...   print c.c         
... except Exception as e:
...   print "Error: " + str(e)         
...
Error: A instance has no attribute ‘c‘

当出现的异常类型有几种可能性时，可以写多个except：

>>> try:
...   print a
... except NameError, e:
...   print "NameError: " + str(e)
... except KeyError, e:
...   print "KeyError: " + str(e)
...
NameError: name ‘a‘ is not defined

注意：except也可以不指定异常类型，那么会忽略所有的异常类，这样做有风险的，它同样会捕捉Ctrl+C、sys.exit等的操作。所以使用except Exception更好些。

7.4 else和finally语句

   7.4.1 else语句

   表示如果try中的代码没有引发异常，则会执行else。

   继续按照上面定义的类举例：

    >>> try:    
    ...   print c.a
    ... except Exception as e:
    ...   print e
    ... else:
    ...   print "else..."
    ...
    1
    else...

   7.4.2 finally语句

   表示无论是否异常，都会执行finally。

    >>> try:    
    ...   print c.c
    ... except Exception as e:
    ...   print e
    ... finally:
    ...   print "finally..."
    ...
    A instance has no attribute ‘c‘
    finally...

   一般用于清理工作，比如打开一个文件，不管是否文件是否操作成功，都应该关闭文件。

   7.4.3 try...except...else...finally

   这是一个完整的语句，当一起使用时，使异常处理更加灵活。

    #!/usr/bin/python    
    # -*- coding: utf-8 -*-
    try:
        print a
    except Exception as e:
        print "Error: " + str(e)
    else:
        print "else..."
    finally: 
        print "finally..."
        
    # python test.py
    python test.py
    Error: name ‘a‘ is not defined
    finally...

   需要注意的是：它们语句的顺序必须是try...except...else...finally，否则语法错误！里面else和finally是可选的。

7.5 自定义异常类

raise语句用来手动抛出一个异常，使用方法：

raise ExceptType(ExceptInfo)

例如：抛出一个指定的异常

>>> raise NameError(‘test except...‘)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: test except...

raise参数必须是一个异常的实例或Exception子类。

上面用的Exception子类，那么我定义一个异常的实例，需要继承Exception类：

>>> class MyError(Exception):
...   def __init__(self, value):
...      self.value = value
...   def __str__(self):
...      return self.value
...
>>> raise MyError("MyError...")
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
__main__.MyError: MyError...

7.6 assert语句

assert语句用于检查条件表达式是否为真，不为真则触发异常。又称断言语句。

一般用在某个条件为真才能正常工作。

>>> assert 1==1
>>> assert 1!=1
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AssertionError
>>> assert range(4)==[0,1,2] 
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AssertionError
# 添加异常描述信息
>>> assert 1!=1, "assert description..."
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AssertionError: assert description...

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