[阶段一] 11. Python异常处理机制

本是古典何须时尚 2022-09-10 13:21 260阅读 0赞

### python异常处理机制 ###

*  什么是异常与异常处理？

python 程序的执行过程中，当发生错误时会引起一个事件，该事件被称为异常。异常会打断程序的正常执行流程。

异常就是错误，异常会导致程序崩溃并停止运行。因此就需要异常处理，能监控并捕获到异常，将异常部位的程序进行修理使得程序继续正常运行。

在 python 中，异常处理是通过 `try ... except` 语句来完成的。

*  `try ... except` 语句：

try:
        可能产生异常的代码块
    except:
        处理异常的代码块

示例：

# coding:utf-8
    
    try:
        print('try:')
        100/0
        print('never reach here')
    except:
        print('except:')
        print('0 不能作为除数')

结果：

try:
    except:
    0 不能作为除数

*  处理指定类型的异常：

在 `except` 关键字后加上异常类型，表示仅处理该类型的异常。

try:
        可能产生异常的代码块
    except 异常类型:
        处理异常的代码块

示例：

# coding:utf-8
    
    try:
        print('try:')
        100/0
        print('never reach here')
    except ZeroDivisionError:
        print('except ZeroDivisionError:')

结果：

try:
    except ZeroDivisionError:

*  处理多种类型的异常：

可以使用多个 `except` 关键字处理多种类型的异常。

try:
        可能产生异常的代码块
    except 异常类型1:
        处理异常的代码块
    except 异常类型2:
        处理异常的代码块
    ...

示例：

# coding:utf-8
    import random
    
    
    def generate_error():
        number = random.randint(0, 1)
        if number == 0:
            100 / 0
        else:
            file = open('none-exist-file')
    
    
    try:
        print('try:')
        generate_error()
        print('never reach here')
    except ZeroDivisionError:
        print('except ZeroDivisionError:')
    except IOError:    
        print('except IOError:')

根据随机数的不同，结果可能是 `except ZeroDivisionError` 和 `except IOError:`。

*  捕获通用异常：

在捕获异常时，不仅可以获取异常类型，还可以获取异常对象。在不确定是哪种异常的情况下，可以使用 `except Exception as e` 捕获通用异常。

try:
        可能产生异常的代码块
    except Exception as e:
        处理异常的代码块

示例：

这次是将异常对象打印出来，结果可能是 `division by zero` 或 `[Errno 2] No such file or directory: 'none-exist-file'`。

*  捕获具体异常：

在捕获异常时，不仅可以获取异常类型，还可以获取异常对象。在确定是哪种异常的情况下，可以使用 `except 异常类型 as e` 捕获具体的异常。

try:
        可能产生异常的代码块
    except 异常类型1 as e:
        处理异常的代码块
    except 异常类型2 as e:
        处理异常的代码块
    ...

或

try:
        可能产生异常的代码块
    except (异常类型1, 异常类型2, ...) as e:
        处理异常的代码块

示例：

# coding:utf-8
    import random
    
    
    def generate_error():
        number = random.randint(0, 1)
        if number == 0:
            100 / 0
        else:
            file = open('none-exist-file')
    
    
    try:
        print('try:')
        generate_error()
        print('never reach here')
    except (ZeroDivisionError, IOError) as e:
        print(e)

这次是将异常对象打印出来，结果可能是 `division by zero` 或 `[Errno 2] No such file or directory: 'none-exist-file'`。

捕获具体异常时，即使定义了 `try ... except`，但如果异常类型没有与 `except` 指定的具体异常类型对应上，程序仍然会停止运行。

*  常用异常类型：

`Exception` 是通用异常类型的基类。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>异常类型</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Exception</td> 
   <td>通用异常类型（基类）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ZeroDivisionError</td> 
   <td>不能整除 0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>AttributeError</td> 
   <td>对象没有这个属性</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>IOError</td> 
   <td>输入输出操作失败</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>IndexError</td> 
   <td>没有当前索引</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>KeyError</td> 
   <td>映射中没有这个键</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>NameError</td> 
   <td>未声明/初始化对象</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>FileNotFoundError</td> 
   <td>文件不存在</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ModuleNotFoundError</td> 
   <td>模块不存在</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SyntaxError</td> 
   <td>Python语法错误</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>IndentationError</td> 
   <td>缩进错误</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>AssertionError</td> 
   <td>断言语句失败</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SystemError</td> 
   <td>系统错误</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ValueError</td> 
   <td>传入的参数错误</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>TypeError</td> 
   <td>类型错误</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

*  `try ... else` 语句：

在异常处理中，`else` 关键字用于指定没有异常时执行的代码块。当异常发生时，该代码块不会被执行；

try:
        可能产生异常的代码块
    except:
        处理异常的代码块
    else:
        没有异常时执行的代码块

示例：

# coding:utf-8
    
    try:
        file = open('test.txt')
        line = file.readline()
    except IOError:
        print('except IOError:')
    else:
        print(line)
        file.close()

结果：

except IOError:

*  `try ... finally` 语句：

在异常处理中，`finally` 关键字后面的代码是无论是否发生异常，都一定会执行的代码。

在函数中，即使在 `try` 或 `except` 中进行了 `return`，`finally` 中的代码仍然会执行。而且，`try` 语法至少要有 `except` 或 `finally` 中的一个来配合使用。

如果函数中的 `try`、`except` 和 `finally` 都有 `return`，最终会返回 `finally` 中的 `return` 指定的返回值。

try:
        可能产生异常的代码块
    except:
        处理异常的代码块
    finally:
        无论是否发生异常都会执行的代码块

示例：

# coding:utf-8
    
    def test():
        try:
            100 / 0
        except Exception as e:
            print('111')
            return e
        finally:
            return 'finally'
    
    
    print(test())

结果：

111
    finally

*  自定义异常与主动抛出异常：

在 python 中，自定义抛出异常的关键字是 `raise`，`raise` 关键字可以将信息以报错的形式主动抛出。

`raise` 语句有 3 种形式：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>形式</th> 
   <th>功能</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>raise</td> 
   <td>不带任何参数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>raise Exception</td> 
   <td>把异常的名称作为参数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>raise Exception(info)</td> 
   <td>把异常的名称、异常的描述信息作为参数</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

示例：

# coding:utf-8
    
    def test(number):
        if number == 100:
            raise ValueError('number 不可以是 %s' % number)
        return number
    
    
    def test2(number):
        try:
            return test(number)
        except ValueError as e:
            print(e)
    
    
    test2(100)

结果：

number 不可以是 100

*  自定义异常类：

自定义异常类需要继承 `Exception` 基类，而且要在构造函数中定义错误信息。

class 自定义异常类名(Exception):
        def __init__(self, message):
            self.message = message

示例：

# coding:utf-8
    
    class NumberLimitError(Exception):
        def __init__(self, message):
            self.message = message
    
    
    def test(number):
        if number > 100:
            raise NumberLimitError('number 不可以超过 %s' % number)
        return number
    
    
    def test2(number):
        try:
            return test(number)
        except NumberLimitError as e:
            return e
    
    
    print(test2(100))
    print(test2(200))

结果：

100
    number 不可以超过 200

*  断言

断言用于判断一个表达式，在表达式条件为 `False` 时触发异常。

在 python 中，断言的关键字是 `assert`。`assert` 表示假定表达式为 `True`，不执行任何操作，为 `False` 时即触发异常。

与 `raise` 不同，`raise` 是直接抛出异常，而 `assert` 会进行判断，当判断结果为 `False` 时才会抛出异常。

用法：

assert expression, message

参数 `expression` 表示表达式，一般是判断相等或判断某种数据类型的语句，`message` 表示具体的错误信息，`assert` 无返回值。

示例：

# coding:utf-8
    
    class NumberLimitError(Exception):
        def __init__(self, message):
            self.message = message
    
    
    def test(number):
        assert number <= 100, NumberLimitError('number 不可以超过 %s' % number)
        return number
    
    
    print(test(100))
    print(test(200))

结果：

100
    AssertionError: number 不可以超过 200

*  bug：

bug 是程序中出现的错误，但又没有通过异常去捕获，以至于直接抛出，导致程序的崩溃。

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