python中的異常處理

python中的異常

1、異常基礎

在python中，異常會根據錯誤自動地被觸發，也能由代碼觸發和截獲。 異常由四個語句進行處理：

• try/except： 捕捉由python或你引發的異常，並恢復。

• try/finally： 不管異常是否發生，執行清理行爲。不管是否異常，最後都必須執行finally；

• try/except/else/finally： 即先執行try，若是有異常，執行except；若是沒有異常，執行else；最後，都執行finally；

• raise： 拋出異常，手動在代碼中觸發異常。

• assert： 斷言，有條件地在程序員代碼中觸發異常。主要用於代碼調式 或 強制程序知足某個條件，不然報錯；

• with/as： 在python2.6及後續版本中實現環境管理器。咱們在文件打開自動關閉那裏就用到了這個；

2、異常的角色

在python中，異常最多見的幾種角色：

• 錯誤處理
• 事件通知
• 特殊狀況處理
• 終止行爲
• 很是規控制流程

3、異常處理

默認異常處理器：打印標準出錯消息。這些消息包括引起的異常、堆棧跟蹤、用戶定義的異常等。

假如try中，代碼塊有多個錯誤，可是，當遇到第一個錯誤時就停止，直接執行except；故try中的第二個錯誤就會捕捉不到；

4、舉例

一、異常處理

try:
    print('try...')
    r = 10 / 0
    print('result:', r)
except ZeroDivisionError as e:            # python3中，須要用as
    print('except:', e)
finally:
    print ('finally...')
print ('END')

用try來運行這段代碼，若是執行出錯，則後續代碼不會繼續執行，而是直接跳轉至錯誤處理代碼，即except語句塊，執行完except後，若是有finally語句塊，則執行finally語句塊，至此，執行完畢。

若是有多個except，前面匹配到了錯誤，則後面的except不會捕獲錯誤。例如：

try:
    print('try...')
    r = 10 / 0
    print('result:', r)
except BaseException as e:
    print('except1:',e)
except ZeroDivisionError as e: 
    print('except2:', e)
finally:
    print ('finally...')
print ('END')

從上面例子中，能夠發現不管什麼錯誤，都是except1捕獲。由於Python的錯誤其實也是class，全部的錯誤類型都繼承自BaseException，任何錯誤都是BaseException的子集；

python3.6中異常關係以下：

BaseException
 +-- SystemExit
 +-- KeyboardInterrupt
 +-- GeneratorExit
 +-- Exception
      +-- StopIteration
      +-- StopAsyncIteration
      +-- ArithmeticError
      |    +-- FloatingPointError
      |    +-- OverflowError
      |    +-- ZeroDivisionError
      +-- AssertionError
      +-- AttributeError
      +-- BufferError
      +-- EOFError
      +-- ImportError
      |    +-- ModuleNotFoundError
      +-- LookupError
      |    +-- IndexError
      |    +-- KeyError
      +-- MemoryError
      +-- NameError
      |    +-- UnboundLocalError
      +-- OSError
      |    +-- BlockingIOError
      |    +-- ChildProcessError
      |    +-- ConnectionError
      |    |    +-- BrokenPipeError
      |    |    +-- ConnectionAbortedError
      |    |    +-- ConnectionRefusedError
      |    |    +-- ConnectionResetError
      |    +-- FileExistsError
      |    +-- FileNotFoundError
      |    +-- InterruptedError
      |    +-- IsADirectoryError
      |    +-- NotADirectoryError
      |    +-- PermissionError
      |    +-- ProcessLookupError
      |    +-- TimeoutError
      +-- ReferenceError
      +-- RuntimeError
      |    +-- NotImplementedError
      |    +-- RecursionError
      +-- SyntaxError
      |    +-- IndentationError
      |         +-- TabError
      +-- SystemError
      +-- TypeError
      +-- ValueError
      |    +-- UnicodeError
      |         +-- UnicodeDecodeError
      |         +-- UnicodeEncodeError
      |         +-- UnicodeTranslateError
      +-- Warning
           +-- DeprecationWarning
           +-- PendingDeprecationWarning
           +-- RuntimeWarning
           +-- SyntaxWarning
           +-- UserWarning
           +-- FutureWarning
           +-- ImportWarning
           +-- UnicodeWarning
           +-- BytesWarning
           +-- ResourceWarning

二、拋出異常

由於錯誤是class，捕獲一個錯誤就是捕獲到該class的一個實例。所以，錯誤並非憑空產生的，而是有意建立並拋出的。Python的內置函數會拋出不少類型的錯誤，咱們本身編寫的函數也能夠拋出錯誤。

若是要拋出錯誤，首先根據須要，能夠定義一個錯誤的class，選擇好繼承關係，而後，用raise語句拋出一個錯誤的實例：

案例1：自定義異常

• 自定義異常，print一個對象，實際是兩個步驟：1.執行該對象的__str__方法；2.print獲得該對象的__str__的返回值，打印

  class FooError(Exception):
      def __init__(self,msg):
          self.message = msg
  
      def __str__(self):
          return self.message
  
  try:
      raise FooError('自定義異常FooError.')
  except FooError as e:
      print(e)
  

案例2：raise向上級拋異常

• 原版：

  # err.py
  class FooError(Exception):          #定義錯誤的class，並指定父類；
      pass
  
  def foo(s):
      n = int(s)
      if n==0:
          raise FooError('invalid value: %s' % s)
      return 10 / n
  

  這時，執行該腳本，會報出異常：

  Traceback (most recent call last): File "/root/test02.py", line 22, in foo(0) File "/root/test02.py", line 19, in foo raise FooError('invalid value: %s' % s) main.FooError: invalid value: 0

  通常咱們都儘可能使用python自帶的異常類型便可。

• 改進版：

  def foo(s):
      n = int(s)
      return 10 / n
  
  def bar(s):
      try:
          return foo(s)
      except BaseException as e:
          print ('Error!',e)
          raise                       #僅僅捕獲錯誤，不知道應該怎麼處理該錯誤，因此，最恰當的方式是利用raise繼續往上拋，讓頂層調用者去處理。
  
  def main():
      bar('0')
  
  main()
  

  raise語句若是不帶參數，就會把當前錯誤原樣拋出。此外，在except中raise一個Error，還能夠把一種類型的錯誤轉化成另外一種類型：

  try: 10 / 0 except ZeroDivisionError: raise ValueError('input error!')

  這裏將ZeroDivisionError 異常類型轉換爲了 ValueError。雖然能夠轉換，可是必定不要轉換爲絕不相關的異常類型。

案例3：raise向Exception拋異常

• 經過raise，拋出指定異常給Exception，能夠和Exception一塊兒記錄到日誌中；

  def db():
      try:
          pass    # 鏈接數據庫，操做
      except Exception as e:
          return False
      else:
          return True
  
  def log(n):
      print(n)
      pass  # 打開文件，記錄日誌
  
  
  def make():
      try:
          result = db()
          if not result:
              raise Exception("數據庫操做失敗.")     # 這裏是將錯誤信息拋給Exception，這樣能夠經過下面log()記錄到日誌文件中。
      except Exception as e:
          str_error = str(e)
          log(str_error)
  
  make()
  

三、代碼調試

咱們寫代碼，都不可能一次搞定。調試時若是使用print語句，那麼調試完畢後，代碼中處處都是print，咱們還得手動刪除這些print。

斷言assert

其實，咱們能夠用斷言代替。凡是用print來輔助查看的地方，均可以用斷言（assert）來替代：

def foo(s):
    n = int(s)
    assert n != 0, 'n is zero!!!'
    return 10 / n

def main():
    foo('0')

main()

assert的意思是，表達式n != 0應該是True，不然，後面的代碼就會出錯。 若是斷言失敗，assert語句自己就會拋出AssertionError：

Traceback (most recent call last):
  ......
    assert n != 0, 'n is zero!!!'
AssertionError: n is zero!!!                #注意，這裏的異常信息是咱們斷言處自定義的。

程序中若是處處充斥着assert，和print相比也好不到哪去。不過，啓動Python解釋器時能夠用-O參數來關閉assert(把assert當作pass處理)：

# python -O test02.py

logging

代碼調試時把print替換爲logging，和assert比，logging不會拋出錯誤，並且能夠輸出到文件：

# err.py
import logging
logging.basicConfig(level=logging.DEBUG)

s = '2'
n = int(s)
logging.info('n = %d' % n)
print (10 / n)

記住，日誌很重要！

pdb

此外，咱們還能夠利用啓動Python的調試器pdb，讓程序以單步方式運行，能夠隨時查看運行狀態。這裏再也不詳細講解這個啦。