3分钟学会处理python异常

谁借莪１个温暖的怀抱￠ 2023-06-25 10:23 12阅读 0赞

# 异常 #

## try & except 块 ##

写代码的时候，出现错误必不可免，即使代码没有问题，也可能遇到别的问题。

看下面这段代码：

import math
    
    while True:
        text = raw_input('> ')
        if text[0] == 'q':
            break
        x = float(text)
        y = math.log10(x)
        print "log10({0}) = {1}".format(x, y)

这段代码接收命令行的输入，当输入为数字时，计算它的对数并输出，直到输入值为 `q` 为止。

乍看没什么问题，然而当我们输入0或者负数时：

In \[1\]:

> -1

---------------------------------------------------------------------------
    ValueError                                Traceback (most recent call last)
    <ipython-input-1-ceb8cf66641b> in <module>()
          6         break
          7     x = float(text)
    ----> 8     y = math.log10(x)
          9     print "log10({0}) = {1}".format(x, y)
    
    ValueError: math domain error

`log10` 函数会报错，因为不能接受非正值。

一旦报错，程序就会停止执行，如果不希望程序停止执行，那么我们可以添加一对 `try & except`：

import math
    
    while True:
        try:
            text = raw_input('> ')
            if text[0] == 'q':
                break
            x = float(text)
            y = math.log10(x)
            print "log10({0}) = {1}".format(x, y)
        except ValueError:
            print "the value must be greater than 0"

一旦 `try` 块中的内容出现了异常，那么 `try` 块后面的内容会被忽略，**Python**会寻找 `except` 里面有没有对应的内容，如果找到，就执行对应的块，没有则抛出这个异常。

在上面的例子中，`try` 抛出的是 `ValueError`，`except` 中有对应的内容，所以这个异常被 `except` 捕捉到，程序可以继续执行：

In \[2\]:

> -1
    the value must be greater than 0
    > 0
    the value must be greater than 0
    > 1
    log10(1.0) = 0.0
    > q

## 捕捉不同的错误类型 ##

import math
    
    while True:
        try:
            text = raw_input('> ')
            if text[0] == 'q':
                break
            x = float(text)
            y = 1 / math.log10(x)
            print "log10({0}) = {1}".format(x, y)
        except ValueError:
            print "the value must be greater than 0"

假设我们将这里的 `y` 更改为 `1 / math.log10(x)`，此时输入 `1`：

In \[3\]:

> 1

---------------------------------------------------------------------------
    ZeroDivisionError                         Traceback (most recent call last)
    <ipython-input-3-7607f1ae6af9> in <module>()
          7             break
          8         x = float(text)
    ----> 9         y = 1 / math.log10(x)
         10         print "log10({0}) = {1}".format(x, y)
         11     except ValueError:
    
    ZeroDivisionError: float division by zero

因为我们的 `except` 里面并没有 `ZeroDivisionError`，所以会抛出这个异常，我们可以通过两种方式解决这个问题：

## 捕捉所有异常 ##

将`except` 的值改成 `Exception` 类，来捕获所有的异常。

In \[4\]:

import math
    
    while True:
        try:
            text = raw_input('> ')
            if text[0] == 'q':
                break
            x = float(text)
            y = 1 / math.log10(x)
            print "1 / log10({0}) = {1}".format(x, y)
        except Exception:
            print "invalid value"

> 1
    invalid value
    > 0
    invalid value
    > -1
    invalid value
    > 2
    1 / log10(2.0) = 3.32192809489
    > q

## 指定特定值 ##

这里，我们把 `ZeroDivisionError` 加入 `except` 。

In \[5\]:

import math
    
    while True:
        try:
            text = raw_input('> ')
            if text[0] == 'q':
                break
            x = float(text)
            y = 1 / math.log10(x)
            print "1 / log10({0}) = {1}".format(x, y)
        except (ValueError, ZeroDivisionError):
            print "invalid value"

> 1
    invalid value
    > -1
    invalid value
    > 0
    invalid value
    > q

或者另加处理：

In \[6\]:

import math
    
    while True:
        try:
            text = raw_input('> ')
            if text[0] == 'q':
                break
            x = float(text)
            y = 1 / math.log10(x)
            print "1 / log10({0}) = {1}".format(x, y)
        except ValueError:
            print "the value must be greater than 0"
        except ZeroDivisionError:
            print "the value must not be 1"

> 1
    the value must not be 1
    > -1
    the value must be greater than 0
    > 0
    the value must be greater than 0
    > 2
    1 / log10(2.0) = 3.32192809489
    > q

事实上,我们还可以将这两种方式结合起来,用 `Exception` 来捕捉其他的错误：

In \[7\]:

> 1
    the value must not be 1
    > -1
    the value must be greater than 0
    > 0
    the value must be greater than 0
    > q

## 得到异常的具体信息 ##

在上面的例子中，当我们输入不能转换为浮点数的字符串时，它输出的是 `the value must be greater than 0`，这并没有反映出实际情况。

In \[8\]:

float('a')

---------------------------------------------------------------------------
    ValueError                                Traceback (most recent call last)
    <ipython-input-8-99859da4e72c> in <module>()
    ----> 1 float('a')
    
    ValueError: could not convert string to float: a

为了得到异常的具体信息，我们将这个 `ValueError` 具现化：

In \[9\]:

import math
    
    while True:
        try:
            text = raw_input('> ')
            if text[0] == 'q':
                break
            x = float(text)
            y = 1 / math.log10(x)
            print "1 / log10({0}) = {1}".format(x, y)
        except ValueError as exc:
            if exc.message == "math domain error":
                print "the value must be greater than 0"
            else:
                print "could not convert '%s' to float" % text
        except ZeroDivisionError:
            print "the value must not be 1"
        except Exception as exc:
            print "unexpected error:", exc.message

> 1
    the value must not be 1
    > -1
    the value must be greater than 0
    > aa
    could not convert 'aa' to float
    > q

同时，我们也将捕获的其他异常的信息显示出来。

这里，`exc.message` 显示的内容是异常对应的说明，例如

ValueError: could not convert string to float: a

对应的 `message` 是

could not convert string to float: a

当我们使用 `except Exception` 时，会捕获所有的 `Exception` 和它派生出来的子类，但不是所有的异常都是从 `Exception` 类派生出来的，可能会出现一些不能捕获的情况，因此，更加一般的做法是使用这样的形式：

try:
        pass
    except:
        pass

这样不指定异常的类型会捕获所有的异常，但是这样的形式并不推荐。

## 自定义异常 ##

异常是标准库中的类，这意味着我们可以自定义异常类：

In \[10\]:

class CommandError(ValueError):
        pass

这里我们定义了一个继承自 `ValueError` 的异常类，异常类一般接收一个字符串作为输入，并把这个字符串当作异常信息，例如：

In \[11\]:

valid_commands = {'start', 'stop', 'pause'}
    
    while True:
        command = raw_input('> ')
        if command.lower() not in valid_commands:
            raise CommandError('Invalid commmand: %s' % command)

> bad command

---------------------------------------------------------------------------
    CommandError                              Traceback (most recent call last)
    <ipython-input-11-0e1f81a1136d> in <module>()
          4     command = raw_input('> ')
          5     if command.lower() not in valid_commands:
    ----> 6         raise CommandError('Invalid commmand: %s' % command)
    
    CommandError: Invalid commmand: bad command

我们使用 `raise` 关键词来抛出异常。

我们可以使用 `try/except` 块来捕捉这个异常：

valid_commands = {'start', 'stop', 'pause'}
    
    while True:
        command = raw_input('> ')
        try:
            if command.lower() not in valid_commands:
                raise CommandError('Invalid commmand: %s' % command)
        except CommandError:
            print 'Bad command string: "%s"' % command

由于 `CommandError` 继承自 `ValueError`，我们也可以使用 `except ValueError` 来捕获这个异常。

## finally ##

try/catch 块还有一个可选的关键词 finally。

不管 try 块有没有异常， finally 块的内容总是会被执行，而且会在抛出异常前执行，因此可以用来作为安全保证，比如确保打开的文件被关闭。。

In \[12\]:

try:
        print 1
    finally:
        print 'finally was called.'

1
    finally was called.

在抛出异常前执行：

In \[13\]:

try:
        print 1 / 0
    finally:
        print 'finally was called.'

finally was called.

---------------------------------------------------------------------------
    ZeroDivisionError                         Traceback (most recent call last)
    <ipython-input-13-87ecdf8b9265> in <module>()
          1 try:
    ----> 2     print 1 / 0
          3 finally:
          4     print 'finally was called.'
    
    ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero

如果异常被捕获了，在最后执行：

In \[14\]:

try:
        print 1 / 0
    except ZeroDivisionError:
        print 'divide by 0.'
    finally:
        print 'finally was called.'

divide by 0.
    finally was called.