Python3之錯誤處理

時間  2019-12-11
標籤 python3 python 錯誤 處理 欄目 Python 简体版
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　　在程序運行的過程當中，若是發生了錯誤，能夠事先約定返回一個錯誤代碼,這樣，就能夠知道是否有錯，以及錯誤的緣由。在操做系統提供的調用中，返回錯誤碼很是常見。好比打開文件的函數open(),成功時返回文件描述符（就是一個整數），出錯時返回-1html

　　用錯誤碼來表示是否出錯十分不便，由於函數自己應該返回的正確結果和錯誤碼混在一塊兒，形成調用者必須用大量代碼來判斷是否出錯：python

　　error.py函數

def some_function():
    return (-1)
def foo():
    r=some_function()
    if r==(-1):
        return (-1)
    return r
def bar():
    r=foo()
    if r==(-1):
        print('Error')
    else:
        pass

bar()

　　調用函數bar()執行r=foo()調用函數foo() some_function()模擬返回錯誤碼-1，因此打印出錯誤代碼Error操作系統

　　運行結果日誌

Error

　　一旦出錯，還要一級一級上報，直到某個函數能夠處理該錯誤（好比，給用戶輸出一個錯誤信息）。code

　　因此高級語言一般都內置了一套try...except...finally..錯誤處理機制，Python也不例外htm

　　try　blog

　　看看try的機制 do_try.py繼承

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

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

　　當咱們認爲某些代碼可能會出錯時，就能夠用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，而是直接跳轉之錯誤處理代碼，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utf-8

　　上面代碼在計算10/0時會產生一個除法運算錯誤

try...
except: division by zero
finally...
END

　　從輸出能夠看出，當錯誤發生時，後續語句print('result:',r)不會被執行，except因爲捕獲到ZeroDivisionError，所以被執行。最後，finally語句被執行

　　若是把除數0改成2則執行結果以下

try...
result: 5.0
finally...
END

　　因爲沒有錯誤發生，因此except語句塊不會被執行，可是finally若是有，則必定會被執行（能夠沒有finally語句）。

　　錯誤還有不少種類，若是發生了不一樣類型的錯誤，應該由不一樣的except語句塊出來。能夠有多個except來捕獲不一樣類型的錯誤：

try:
    print('try...')
    r = 10 / int('a')
    print('result:', r)
except ValueError as e:
    print('ValueError',e)
except ZeroDivisionError as e:
    print('except:', e)
finally:
    print('finally...')
print('END')

　　int()函數可能會拋出ValueError錯誤，因此咱們用一個except捕獲ValueError錯誤，用另外一個except捕獲ZeroDivisionError

　　運行結果

try...
ValueError invalid literal for int() with base 10: 'a'
finally...
END

　　若是沒有錯誤發生，能夠在except語句塊後加一個else，當沒有錯誤發生時，會自動執行else語句

try:
    print('try...')
    r = 10 / int('2')
    print('result:', r)
except ValueError as e:
    print('ValueError',e)
except ZeroDivisionError as e:
    print('except:', e)
else:
    print('no error!')
finally:
    print('finally...')
print('END')

　　運行結果

try...
result: 5.0
no error!
finally...
END

　　python的錯誤其實也是class，全部的錯誤類型都繼承自BaseException，因此在使用except時，須要注意的是，它不但捕獲該類型的錯誤，還把其子類也一網打盡，好比

try:
    foo()
except ValueError as e:
    print('ValueError')
except UnicodeError as e:
    print('UnicodeError')

　　第二個except永遠也捕獲不到UnicodeError，由於UnicodeError是ValueError的子類，若是有，也被第一個except給捕獲了。

　　Python全部的錯誤都是從BaseException類派生的，常見的錯誤類型和繼承關係看這裏：

　　https://docs.python.org/3/library/exceptions.html#exception-hierarchy

　　使用try..eccept捕獲錯誤還有一個巨大好處，就是能夠跨越多層調用，好比盡是main()調用foo(),foo()調用bar(),結果bar()出錯了，這時只要main()捕獲到了，就能夠處理

　　err1.py

def foo(s):
    return 10 / int(s)
def bar(s):
    return foo(s)*2
def main():
    try:
        bar('0')
    except Exception as e:
        print('Error:',e)
    finally:
        print('finally..')

main()

　　執行結果

Error: division by zero
finally..

　　也就是說，不須要在每一個可能出錯的地方去捕獲錯誤，只要在合適的層次去捕獲錯誤就能夠了。這樣一來，就大大減小了寫try...except...finally的麻煩。

　　

　　調用棧

　　若是錯誤沒有被捕獲，它會一直往上拋，最後被python解釋器捕獲，打印一個錯誤信息，而後程序退出。

　　err.py

# err.py
def foo(s):
    return 10 / int(s)

def bar(s):
    return foo(s) * 2

def main():
    bar('0')

main()

　　執行結果以下

Traceback (most recent call last):
  File "err.py", line 11, in <module>
    main()
  File "err.py", line 9, in main
    bar('0')
  File "err.py", line 6, in bar
    return foo(s) * 2
  File "err.py", line 3, in foo
    return 10 / int(s)
ZeroDivisionError: division by zero

　　出錯並不可怕，可怕的是不知道哪裏出錯了。解讀錯誤信息是定位錯誤的關鍵。咱們從上往下能夠看到整個錯誤的調用函數鏈：

　　錯誤信息第1行：

Traceback (most recent call last):

　　告訴咱們這是錯誤跟蹤信息

　　第2,3行

File "err.py", line 11, in <module>
    main()

　　調用main()出錯了，在代碼文件err.py的第11行代碼，但緣由是第9行

File "err.py", line 9, in main
    bar('0')

　　調用bar('0')出錯了，在代碼文件err.py的第9行代碼，但緣由是第6行

 File "err.py", line 6, in bar
    return foo(s) * 2

　　緣由是return foo(s) * 2這個語句出錯了，但這還不是最終緣由，繼續往下看：

File "err.py", line 3, in foo
    return 10 / int(s)

　　緣由是return 10 / int(s)這個語句出錯了，這是錯誤產生的源頭，由於下面打印了：

ZeroDivisionError: division by zero

　　根據錯誤類型ZeroDivisionError，咱們判斷，int(s)自己並無出錯，可是int(s)返回0，在計算10 / 0時出錯，至此，找到錯誤源頭。

 

　　記錄錯誤

　　若是不捕獲錯誤，天然可讓python解釋器打印出錯誤堆棧，但程序也被結束了。既然咱們能捕獲錯誤，就能夠把錯誤棧打印出來，而後分析錯誤緣由，同時，讓程序繼續執行下去

　　python內置的logging模塊能夠很是容易滴記錄錯誤信息

　　err_logging.py

# err_logging.py

import logging

def foo(s):
    return 10 / int(s)

def bar(s):
    return foo(s) * 2

def main():
    try:
        bar('0')
    except Exception as e:
        logging.exception(e)

main()
print('END')

　　一樣是出錯，但程序打印完錯誤信息會繼續執行，並正常退出

ERROR:root:division by zero
Traceback (most recent call last):
  File "err_logging.py", line 13, in main
    bar('0')
  File "err_logging.py", line 9, in bar
    return foo(s) * 2
  File "err_logging.py", line 6, in foo
    return 10 / int(s)
ZeroDivisionError: division by zero
END

　　經過配置，logging還能夠把錯誤記錄到日誌文件裏，方便過後排查

 

　　拋出錯誤

　　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class，選擇好繼承關係，而後，用raise語句拋出一個錯誤的實例：

　　err_raise.py

# err_raise.py
class FooError(ValueError):
    pass

def foo(s):
    n = int(s)
    if n==0:
        raise FooError('invalid value: %s' % s)
    return 10 / n

foo('0')

　　執行，能夠最後跟蹤到咱們本身定義的錯誤

Traceback (most recent call last):
  File "err_raise.py", line 11, in <module>
    foo('0')
  File "err_raise.py", line 8, in foo
    raise FooError('invalid value: %s' % s)
__main__.FooError: invalid value: 0

　　只有在必要的時候才定義咱們本身的錯誤類型。若是能夠選擇Python已有的內置的錯誤類型（好比ValueError，TypeError），儘可能使用Python內置的錯誤類型。

　　最後，咱們來看另外一種錯誤處理的方式：

　　err_reraise.py

# err_reraise.py

def foo(s):
    n = int(s)
    if n==0:
        raise ValueError('invalid value: %s' % s)
    return 10 / n

def bar():
    try:
        foo('0')
    except ValueError as e:
        print('ValueError!')
        raise

bar()

　　運行結果

ValueError!
Traceback (most recent call last):
  File "err_reraise.py", line 16, in <module>
    bar()
  File "err_reraise.py", line 11, in bar
    foo('0')
  File "err_reraise.py", line 6, in foo
    raise ValueError('invalid value: %s' % s)
ValueError: invalid value: 0

　　

　　在bar()函數中，咱們明明已經捕獲了錯誤，可是，打印一個ValueError!後，又把錯誤經過raise語句拋出去了，這不有病麼？

　　其實這種錯誤處理方式不但沒病，並且至關常見。捕獲錯誤目的只是記錄一下，便於後續追蹤。可是，因爲當前函數不知道應該怎麼處理該錯誤，因此，最恰當的方式是繼續往上拋，讓頂層調用者去處理。比如一個員工處理不了一個問題時，就把問題拋給他的老闆，若是他的老闆也處理不了，就一直往上拋，最終會拋給CEO去處理

　　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')

　　只要是合理的轉換邏輯就能夠，可是，決不該該把一個IOError轉換成絕不相干的ValueError。

　　練習

　　運行下面的代碼，根據異常信息進行分析，定位出錯誤源頭，並修復：

　　err2

from functools import reduce

def str2num(s):
    return int(s)

def calc(exp):
    ss = exp.split('+')
    ns = map(str2num, ss)
    return reduce(lambda acc, x: acc + x, ns)

def main():
    r = calc('100 + 200 + 345')
    print('100 + 200 + 345 =', r)
    r = calc('99 + 88 + 7.6')
    print('99 + 88 + 7.6 =', r)

main()

　　運行報錯以下

100 + 200 + 345 = 645
Traceback (most recent call last):
  File "err2.py", line 17, in <module>
    main()
  File "err2.py", line 14, in main
    r = calc('99 + 88 + 7.6')
  File "err2.py", line 9, in calc
    return reduce(lambda acc, x: acc + x, ns)
  File "err2.py", line 4, in str2num
    return int(s)
ValueError: invalid literal for int() with base 10: ' 7.6'

　　int必須接參數爲整數不能爲浮點數，因此7.6須要修改爲整數

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