Python3 錯(cuò)誤和異常

作為 Python 初學(xué)者，在剛學(xué)習(xí) Python 編程時(shí)，經(jīng)常會(huì)看到一些報(bào)錯(cuò)信息，在前面我們沒有提及，這章節(jié)我們會(huì)專門介紹。

Python 有兩種錯(cuò)誤很容易辨認(rèn)：語法錯(cuò)誤和異常。

Python assert（斷言）用于判斷一個(gè)表達(dá)式，在表達(dá)式條件為 false 的時(shí)候觸發(fā)異常。

語法錯(cuò)誤

Python 的語法錯(cuò)誤或者稱之為解析錯(cuò)，是初學(xué)者經(jīng)常碰到的，如下實(shí)例

>>>
while
True
print
(
'Hello world'
)

  File
""
, line
1
,
in ?

   
while
True
print
(
'Hello world'
)

                   ^


SyntaxError: invalid syntax

這個(gè)例子中，函數(shù) print() 被檢查到有錯(cuò)誤，是它前面缺少了一個(gè)冒號(hào) : 。

語法分析器指出了出錯(cuò)的一行，并且在最先找到的錯(cuò)誤的位置標(biāo)記了一個(gè)小小的箭頭。

異常

即便 Python 程序的語法是正確的，在運(yùn)行它的時(shí)候，也有可能發(fā)生錯(cuò)誤。運(yùn)行期檢測到的錯(cuò)誤被稱為異常。

大多數(shù)的異常都不會(huì)被程序處理，都以錯(cuò)誤信息的形式展現(xiàn)在這里:

實(shí)例

>>>
10 *
(
1/
0
)            
# 0 不能作為除數(shù)，觸發(fā)異常

Traceback
(most recent call last
):

  File
""
, line
1
,
in ?


ZeroDivisionError: division by zero


>>>
4 + spam*
3            
# spam 未定義，觸發(fā)異常

Traceback
(most recent call last
):

  File
""
, line
1
,
in ?


NameError: name
'spam'
is
not defined


>>>
'2' +
2              
# int 不能與 str 相加，觸發(fā)異常

Traceback
(most recent call last
):

  File
""
, line
1
,
in
>


TypeError: can only concatenate
str
(
not
"int"
) to
str

異常以不同的類型出現(xiàn)，這些類型都作為信息的一部分打印出來: 例子中的類型有 ZeroDivisionError，NameError 和 TypeError。

錯(cuò)誤信息的前面部分顯示了異常發(fā)生的上下文，并以調(diào)用棧的形式顯示具體信息。

異常處理

try/except

異常捕捉可以使用 try/except 語句。

以下例子中，讓用戶輸入一個(gè)合法的整數(shù)，但是允許用戶中斷這個(gè)程序（使用 Control-C 或者操作系統(tǒng)提供的方法）。用戶中斷的信息會(huì)引發(fā)一個(gè) KeyboardInterrupt 異常。

while
True:

   
try:

        x
=
int
(
input
(
"請(qǐng)輸入一個(gè)數(shù)字: "
)
)

       
break

   
except
ValueError:

       
print
(
"您輸入的不是數(shù)字，請(qǐng)?jiān)俅螄L試輸入！"
)

try 語句按照如下方式工作；

• 首先，執(zhí)行 try 子句（在關(guān)鍵字 try 和關(guān)鍵字 except 之間的語句）。

• 如果沒有異常發(fā)生，忽略 except 子句，try 子句執(zhí)行后結(jié)束。

• 如果在執(zhí)行 try 子句的過程中發(fā)生了異常，那么 try 子句余下的部分將被忽略。如果異常的類型和 except 之后的名稱相符，那么對(duì)應(yīng)的 except 子句將被執(zhí)行。

• 如果一個(gè)異常沒有與任何的 except 匹配，那么這個(gè)異常將會(huì)傳遞給上層的 try 中。

一個(gè) try 語句可能包含多個(gè)except子句，分別來處理不同的特定的異常。最多只有一個(gè)分支會(huì)被執(zhí)行。

處理程序?qū)⒅会槍?duì)對(duì)應(yīng)的 try 子句中的異常進(jìn)行處理，而不是其他的 try 的處理程序中的異常。

一個(gè)except子句可以同時(shí)處理多個(gè)異常，這些異常將被放在一個(gè)括號(hào)里成為一個(gè)元組，例如:

except
(
RuntimeError
,
TypeError
,
NameError
):

   
pass

最后一個(gè)except子句可以忽略異常的名稱，它將被當(dāng)作通配符使用。你可以使用這種方法打印一個(gè)錯(cuò)誤信息，然后再次把異常拋出。

import
sys

try:

    f
=
open
(
'myfile.txt'
)

    s
= f.
readline
(
)

    i
=
int
(s.
strip
(
)
)


except
OSError
as err:

   
print
(
"OS error: {0}".
format
(err
)
)


except
ValueError:

   
print
(
"Could not convert data to an integer."
)


except:

   
print
(
"Unexpected error:"
,
sys.
exc_info
(
)
[
0
]
)

   
raise

try/except...else

try/except 語句還有一個(gè)可選的 else 子句，如果使用這個(gè)子句，那么必須放在所有的 except 子句之后。

else 子句將在 try 子句沒有發(fā)生任何異常的時(shí)候執(zhí)行。

以下實(shí)例在 try 語句中判斷文件是否可以打開，如果打開文件時(shí)正常的沒有發(fā)生異常則執(zhí)行 else 部分的語句，讀取文件內(nèi)容：

for arg
in
sys.
argv
[
1:
]:

   
try:

        f
=
open
(arg
,
'r'
)

   
except
IOError:

       
print
(
'cannot open'
, arg
)

   
else:

       
print
(arg
,
'has'
,
len
(f.
readlines
(
)
)
,
'lines'
)

        f.
close
(
)

使用 else 子句比把所有的語句都放在 try 子句里面要好，這樣可以避免一些意想不到，而 except 又無法捕獲的異常。

異常處理并不僅僅處理那些直接發(fā)生在 try 子句中的異常，而且還能處理子句中調(diào)用的函數(shù)（甚至間接調(diào)用的函數(shù)）里拋出的異常。例如:

>>>
def this_fails
(
):

        x
=
1/
0

   


>>>
try:

        this_fails
(
)

   
except
ZeroDivisionError
as err:

       
print
(
'Handling run-time error:'
, err
)

   

Handling run-
time error:
int division
or modulo by zero

try-finally 語句

try-finally 語句無論是否發(fā)生異常都將執(zhí)行最后的代碼。

以下實(shí)例中 finally 語句無論異常是否發(fā)生都會(huì)執(zhí)行：

實(shí)例

try:

    runoob
(
)


except
AssertionError
as error:

   
print
(error
)


else:

   
try:

       
with
open
(
'file.log'
)
as
file:

            read_data
=
file.
read
(
)

   
except FileNotFoundError
as fnf_error:

       
print
(fnf_error
)


finally:

   
print
(
'這句話，無論異常是否發(fā)生都會(huì)執(zhí)行。'
)

---

拋出異常

Python 使用 raise 語句拋出一個(gè)指定的異常。

raise語法格式如下：

raise [Exception [, args [, traceback]]]

以下實(shí)例如果 x 大于 5 就觸發(fā)異常:

x
=
10


if x
>
5:

   
raise
Exception
(
'x 不能大于 5。x 的值為: {}'.
format
(x
)
)

執(zhí)行以上代碼會(huì)觸發(fā)異常：

Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 3, in 
    raise Exception('x 不能大于 5。x 的值為: {}'.format(x))
Exception: x 不能大于 5。x 的值為: 10

raise 唯一的一個(gè)參數(shù)指定了要被拋出的異常。它必須是一個(gè)異常的實(shí)例或者是異常的類（也就是 Exception 的子類）。

如果你只想知道這是否拋出了一個(gè)異常，并不想去處理它，那么一個(gè)簡單的 raise 語句就可以再次把它拋出。

>>>
try:

       
raise
NameError
(
'HiThere'
)  
# 模擬一個(gè)異常。

   
except
NameError:

       
print
(
'An exception flew by!'
)

       
raise

   

An exception flew by
!

Traceback
(most recent call last
):

  File
""
, line
2
,
in ?


NameError: HiThere

---

用戶自定義異常

你可以通過創(chuàng)建一個(gè)新的異常類來擁有自己的異常。異常類繼承自 Exception 類，可以直接繼承，或者間接繼承，例如:

>>>
class MyError
(
Exception
):

       
def
__init__
(
self
, value
):

           
self.
value
= value

       
def
__str__
(
self
):

           
return
repr
(
self.
value
)

   


>>>
try:

       
raise MyError
(
2*
2
)

   
except MyError
as e:

       
print
(
'My exception occurred, value:'
, e.
value
)

   

My exception occurred
, value:
4


>>>
raise MyError
(
'oops!'
)

Traceback
(most recent call last
):

  File
""
, line
1
,
in ?


__main__.
MyError:
'oops!'

在這個(gè)例子中，類 Exception 默認(rèn)的 __init__() 被覆蓋。

當(dāng)創(chuàng)建一個(gè)模塊有可能拋出多種不同的異常時(shí)，一種通常的做法是為這個(gè)包建立一個(gè)基礎(chǔ)異常類，然后基于這個(gè)基礎(chǔ)類為不同的錯(cuò)誤情況創(chuàng)建不同的子類:

class Error
(
Exception
):

   
"""Base class for exceptions in this module."""

   
pass

class InputError
(Error
):

   
"""Exception raised for errors in the input.

    Attributes:
        expression -- input expression in which the error occurred
        message -- explanation of the error
    """

   
def
__init__
(
self
, expression
, message
):

       
self.
expression
= expression

       
self.
message
= message

class TransitionError
(Error
):

   
"""Raised when an operation attempts a state transition that's not
    allowed.

    Attributes:
        previous -- state at beginning of transition
        next -- attempted new state
        message -- explanation of why the specific transition is not allowed
    """

   
def
__init__
(
self
, previous
, next
, message
):

       
self.
previous
= previous

       
self.
next
= next

       
self.
message
= message

大多數(shù)的異常的名字都以"Error"結(jié)尾，就跟標(biāo)準(zhǔn)的異常命名一樣。

---

定義清理行為

try 語句還有另外一個(gè)可選的子句，它定義了無論在任何情況下都會(huì)執(zhí)行的清理行為。 例如:

>>>
try:

...    
raise
KeyboardInterrupt

...
finally:

...    
print
(
'Goodbye, world!'
)

...


Goodbye
, world
!

Traceback
(most recent call last
):

  File
""
, line
2
,
in
>


KeyboardInterrupt

以上例子不管 try 子句里面有沒有發(fā)生異常，finally 子句都會(huì)執(zhí)行。

如果一個(gè)異常在 try 子句里（或者在 except 和 else 子句里）被拋出，而又沒有任何的 except 把它截住，那么這個(gè)異常會(huì)在 finally 子句執(zhí)行后被拋出。

下面是一個(gè)更加復(fù)雜的例子（在同一個(gè) try 語句里包含 except 和 finally 子句）:

>>>
def divide
(x
, y
):

       
try:

            result
= x / y

       
except
ZeroDivisionError:

           
print
(
"division by zero!"
)

       
else:

           
print
(
"result is"
, result
)

       
finally:

           
print
(
"executing finally clause"
)

   


>>> divide
(
2
,
1
)

result
is
2.0

executing
finally clause


>>> divide
(
2
,
0
)

division by zero
!

executing
finally clause


>>> divide
(
"2"
,
"1"
)

executing
finally clause

Traceback
(most recent call last
):

  File
""
, line
1
,
in ?

  File
""
, line
3
,
in divide


TypeError: unsupported operand
type
(s
)
for /:
'str'
and
'str'

---

預(yù)定義的清理行為

一些對(duì)象定義了標(biāo)準(zhǔn)的清理行為，無論系統(tǒng)是否成功的使用了它，一旦不需要它了，那么這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的清理行為就會(huì)執(zhí)行。

下面這個(gè)例子展示了嘗試打開一個(gè)文件，然后把內(nèi)容打印到屏幕上:

for line
in
open
(
"myfile.txt"
):

   
print
(line
, end
=
""
)

以上這段代碼的問題是，當(dāng)執(zhí)行完畢后，文件會(huì)保持打開狀態(tài)，并沒有被關(guān)閉。

關(guān)鍵詞 with 語句就可以保證諸如文件之類的對(duì)象在使用完之后一定會(huì)正確的執(zhí)行他的清理方法:

with
open
(
"myfile.txt"
)
as f:

   
for line
in f:

       
print
(line
, end
=
""
)

以上這段代碼執(zhí)行完畢后，就算在處理過程中出問題了，文件 f 總是會(huì)關(guān)閉。

更多 with 關(guān)鍵字內(nèi)容參考：

---

相關(guān)內(nèi)容

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