[R]R语言里的异常处理与错误控制

Posted 2020-07-09 oDoraemon

之前一直只是在写小程序脚本工具，几乎不会对异常和错误进行控制和处理。

随着脚本结构和逻辑更复杂，脚本输出结果的准确性验证困难，同时已发布脚本的维护也变得困难。所以也开始考虑引入异常处理和测试工具的事情。

不过好像R语言的异常处理似乎有些辣鸡？查了下资料和try的文档说明，感觉说的并不清楚。

在网上查了一些资料，对R语言异常处理做了比较详细的说明，留档作为参考。至于测试工具的问题，后续还是再考虑下。

文章链接：R语言-处理异常值或报错的三个示例

原文参考了以下几个网页：

http://stackoverflow.com/questions/14059657/how-to-skip-an-error-in-a-loop

http://stackoverflow.com/questions/8093914/skip-to-next-value-of-loop-upon-error-in-r-trycatch (这个链接里还连接了非常多的关于R语言异常处理)。

============================= 本人的分割线 ===============================

在开始之前，或许应该参考一下其他语言里面的异常处理机制。

先奉上Java方面的参考资料：深入理解java异常处理机制

 

除了第4点，其他基本无参考意义。因为R已经将比较底层的东西给隐藏起来，异常(运行时异常、编译异常等)方面的资料也缺少(cran文档库也没有很具体的信息)。所以这里只参考第四点，讨论处理异常机制。

R语言处理异常机制：

异常的处理分为抛出异常和捕捉异常。

抛出异常：当一个方法出现错误引发异常时，方法创建异常对象并交付运行时系统，异常对象中包含了异常类型和异常出现时的程序状态等异常信息。

虽然不确定R中是否存在运行时系统这个概念，但是其他地方的描述，应该是跟Java的异常是一致的。

捕捉异常：

 

如果tryCatch中调用的语句产生一个错误，它会执行一个以error为参数的函数，并返回这个函数的值。以error为参数的函数，需要将错误本身作为一个参数(这里称之为e)，但是我们可以不对它做任何操作。

当然，我们也可以使用较为简单的try语句。选择哪个基于各自的喜好。

假如你的语句产生一个错误，try会返回一个类型为try-error的对象，并将其信息输出至屏幕(若silent=FALSE)。

 

===== 0524 更 ========

http://stackoverflow.com/questions/8093914/skip-to-next-value-of-loop-upon-error-in-r-trycatch

使用tryCatch需要知道很关键的一点: tryCatch会返回一个对象。见如下代码：

x <- tryCatch(stop("Error"), error = function(e) e)
class(x)
"simpleError" "error"       "condition"  

如果在tryCatch中存在一个error，则这个返回的对象会继承error类。我们可以通过inherit函数来检验类继承。

另： 在tryCatch中的参数 error = function(e) e 是什么意思呢？

这有点难到我了。文档中也没有看到很好的解释。这当中的过程是，这个参数会捕获你在tryCatch中的代码表达式产生的任何error信息。假如捕获到error，它则将返回的值作为tryCatch的值(记住tryCatch会返回一个对象)。文档中将其称为calling handler。在 error = function(e)中的e, 就是你代码表达式中的错误信息。

关于在循环代码中使用next：

程序性编程中认为使用next不太好。所以假如想要在for循环中去掉next，可以考虑：

 

for (i in 1:39487) {
  #ERROR HANDLING
  possibleError <- tryCatch(
      thing(),
      error=function(e) e
  )

  if(!inherits(possibleError, "error")){
    #REAL WORK
    useful(i); fun(i); good(i);
  }

}  #end for

 ======= 果然不只是我对tryCatch的文档云里雾里.... ================

参见：Using R — Basic error Handing with tryCatch()

在开始之前，我们先了解下异常处理中的相关函数列表。以下是这方面函数的最精简的列表了：

•  warning(...) - 生成warnings
• stop(...) - 生成errors
• suppressWarnings(expr) - 运行expr表达式， 并忽略任何warnings
• tryCatch(...) - 运行代码并赋值给异常处理器(exception handlers)

还有其他与异常处理相关的函数，不过以上这些已经足够我们了解R的异常处理了。

R 异常处理与 JAVA中的try-catch-finally机制不同

如果你注意到的话，R在很多问题的处理上和其他大多数语言都不一样。

Java、Python和C以及其他在此维基页面(Exception handling syntax)上提到的语言，都使用语言语句(即关键字)来实现try-catch-finally。但R就特立独行，它使用一个函数来实现....

不过如果你代码写的好的话，tryCatch()函数其实看起来和其他语言的try-catch语法差不多。上代码：

result = tryCatch({
    expr
}, warning = function(w) {
    warning-handler-code
}, error = function(e) {
    error-handler-code
}, finally = {
    cleanup-code
}

在tryCatch()中，可以处理两种情况：\'warnings\' 和 \'errors\'.要理解每一块代码的意义，关键是要清楚代码的运行状态与作用域。以下节选自?tryCatch文档：

If a condition is signaled while evaluating ‘expr’ then [...] control is transferred to the ‘tryCatch’ call 
that established the handler[...] and the result returned by the handler is returned as the value of the ‘tryCatch’ call. [...] 
The ‘finally’ expression is then evaluated in the context in which ‘tryCatch’ was called.

\'expr\'一次执行一行，直到遇到\'condition\'，然后程序执行会完整地转移给handler。

代码能比文字表达更多信息。文末的独立R脚本展现了一个健壮的异常处理系统的各种特性：

• 在一个函数中产生warnings和errors
• 在tryCatch()中设置warning和error处理器(handler)
• 当函数产生warning或error时，提供备选的返回值
• 修改warning和error信息的内容
• 抑制warning信息

复制粘贴文末的脚本，使其可执行，并使用以下命令执行：

$ chmod +x tryCatch.Rscript
$ ./tryCatch.r 1
$ ./tryCatch.r 0
$ ./tryCatch.r a
$ ./tryCatch.r
$ ./tryCatch.r warning
$ ./tryCatch.r error
$ ./tryCatch.r suppress-warnings

注意当\'suppress-warnings\'时发生了什么。

以下是一些你需要知道的，关于这个实验脚本的信息：

1. tryCatch()的使用并不难(一旦你知道如何使用)
2. condition handler 能访问到warning()和stop()信息
3. 在传递函数参数之前，准备好合适的类型转换。
4. 最理想的情况是，tryCatch()的代码表达式只是一个单独的函数。

以下是tryCatch.Rscript范例脚本。Hope You enjoy Error handling.

#!/usr/bin/env Rscript
# tryCatch.Rscript -- experiments with tryCatch

# Get any arguments
arguments <- commandArgs(trailingOnly=TRUE)
a <- arguments[1]

# Define a division function that can issue warnings and errors
myDivide <- function(d, a) {
  if (a == \'warning\') {
    return_value <- \'myDivide warning result\'
    warning("myDivide warning message")
  } else if (a == \'error\') {
    return_value <- \'myDivide error result\'
    stop("myDivide error message")
  } else {
    return_value = d / as.numeric(a)
  }
  return(return_value)
}

# Evalute the desired series of expressions inside of tryCatch
result <- tryCatch({

  b <- 2
  c <- b^2
  d <- c+2
  if (a == \'suppress-warnings\') {
    e <- suppressWarnings(myDivide(d,a))
  } else {
    e <- myDivide(d,a) # 6/a
  }
  f <- e + 100

}, warning = function(war) {

  # warning handler picks up where error was generated
  print(paste("MY_WARNING:  ",war))
  b <- "changing \'b\' inside the warning handler has no effect"
  e <- myDivide(d,0.1) # =60
  f <- e + 100
  return(f)

}, error = function(err) {

  # error handler picks up where error was generated
  print(paste("MY_ERROR:  ",err))
  b <- "changing \'b\' inside the error handler has no effect"
  e <- myDivide(d,0.01) # =600
  f <- e + 100
  return(f)

}, finally = {

  print(paste("a =",a))
  print(paste("b =",b))
  print(paste("c =",c))
  print(paste("d =",d))
  # NOTE:  Finally is evaluated in the context of of the inital
  # NOTE:  tryCatch block and \'e\' will not exist if a warning
  # NOTE:  or error occurred.
  #print(paste("e =",e))

}) # END tryCatch

print(paste("result =",result))