python學習十：錯誤和異常

錯誤和異常

Python有兩種錯誤很容易辨認：語法錯誤和異常。

語法錯誤

Python 的語法錯誤或者稱之爲解析錯，是初學者常常碰到的，以下實例

>>>while True print('Hello world')
  File "<stdin>", line 1, in ?
    while True print('Hello world')
                   ^
SyntaxError: invalid syntax
複製代碼

這個例子中，函數 print() 被檢查到有錯誤，是它前面缺乏了一個冒號（:）。 語法分析器指出了出錯的一行，而且在最早找到的錯誤的位置標記了一個小小的箭頭。

異常

即使Python程序的語法是正確的，在運行它的時候，也有可能發生錯誤。運行期檢測到的錯誤被稱爲異常。 大多數的異常都不會被程序處理，都以錯誤信息的形式展示在這裏:

>>>10 * (1/0)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in ?
ZeroDivisionError: division by zero
>>> 4 + spam*3
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in ?
NameError: name 'spam' is not defined
>>> '2' + 2
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in ?
TypeError: Can't convert 'int' object to str implicitly 複製代碼

異常以不一樣的類型出現，這些類型都做爲信息的一部分打印出來: 例子中的類型有 ZeroDivisionError，NameError 和 TypeError。 錯誤信息的前面部分顯示了異常發生的上下文，並以調用棧的形式顯示具體信息。

異常處理

如下例子中，讓用戶輸入一個合法的整數，可是容許用戶中斷這個程序（使用 Control-C 或者操做系統提供的方法）。用戶中斷的信息會引起一個 KeyboardInterrupt 異常。

>>>while True:
        try:
            x = int(input("Please enter a number: "))
            break
        except ValueError:
            print("Oops! That was no valid number. Try again ")
複製代碼

try語句按照以下方式工做；

• 首先，執行try子句（在關鍵字try和關鍵字except之間的語句）
• 若是沒有異常發生，忽略except子句，try子句執行後結束。
• 若是在執行try子句的過程當中發生了異常，那麼try子句餘下的部分將被忽略。若是異常的類型和 except 以後的名稱相符，那麼對應的except子句將被執行。最後執行 try 語句以後的代碼。
• 若是一個異常沒有與任何的except匹配，那麼這個異常將會傳遞給上層的try中。

一個 try 語句可能包含多個except子句，分別來處理不一樣的特定的異常。最多隻有一個分支會被執行。 處理程序將只針對對應的try子句中的異常進行處理，而不是其餘的 try 的處理程序中的異常。 一個except子句能夠同時處理多個異常，這些異常將被放在一個括號裏成爲一個元組，例如:

except (RuntimeError, TypeError, NameError):
        pass
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最後一個except子句能夠忽略異常的名稱，它將被看成通配符使用。你可使用這種方法打印一個錯誤信息，而後再次把異常拋出。

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
複製代碼

try except 語句還有一個可選的else子句，若是使用這個子句，那麼必須放在全部的except子句以後。這個子句將在try子句沒有發生任何異常的時候執行。例如:

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()
複製代碼

使用 else 子句比把全部的語句都放在 try 子句裏面要好，這樣能夠避免一些意想不到的、而except又沒有捕獲的異常。 異常處理並不只僅處理那些直接發生在try子句中的異常，並且還能處理子句中調用的函數（甚至間接調用的函數）裏拋出的異常。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
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拋出異常

Python 使用 raise 語句拋出一個指定的異常。例如:

>>>raise NameError('HiThere')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in ?
NameError: HiThere
複製代碼

raise 惟一的一個參數指定了要被拋出的異常。它必須是一個異常的實例或者是異常的類（也就是 Exception 的子類）。 若是你只想知道這是否拋出了一個異常，並不想去處理它，那麼一個簡單的 raise 語句就能夠再次把它拋出。

>>>try:
        raise NameError('HiThere')
    except NameError:
        print('An exception flew by!')
        raise
   
An exception flew by!
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 2, in ?
NameError: HiThere
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用戶自定義異常

你能夠經過建立一個新的異常類來擁有本身的異常。異常類繼承自 Exception 類，能夠直接繼承，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 "<stdin>", line 1, in ?
__main__.MyError: 'oops!'
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在這個例子中，類 Exception 默認的 init() 被覆蓋。 當建立一個模塊有可能拋出多種不一樣的異常時，一種一般的作法是爲這個包創建一個基礎異常類，而後基於這個基礎類爲不一樣的錯誤狀況建立不一樣的子類:

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
複製代碼

大多數的異常的名字都以"Error"結尾，就跟標準的異常命名同樣。

定義清理行爲

try 語句還有另一個可選的子句，它定義了不管在任何狀況下都會執行的清理行爲。 例如:

>>>try:
...     raise KeyboardInterrupt
... finally:
...     print('Goodbye, world!')
... 
Goodbye, world!
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 2, in <module>
KeyboardInterrupt
複製代碼

以上例子無論 try 子句裏面有沒有發生異常，finally 子句都會執行。 若是一個異常在 try 子句裏（或者在 except 和 else 子句裏）被拋出，而又沒有任何的 except 把它截住，那麼這個異常會在 finally 子句執行後被拋出。 下面是一個更加複雜的例子（在同一個 try 語句裏包含 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 "<stdin>", line 1, in ?
  File "<stdin>", line 3, in divide
TypeError: unsupported operand type(s) for /: 'str' and 'str'
複製代碼

預約義的清理行爲

一些對象定義了標準的清理行爲，不管系統是否成功的使用了它，一旦不須要它了，那麼這個標準的清理行爲就會執行。 這面這個例子展現了嘗試打開一個文件，而後把內容打印到屏幕上:

for line in open("myfile.txt"):
    print(line, end="")
複製代碼

以上這段代碼的問題是，當執行完畢後，文件會保持打開狀態，並無被關閉。 關鍵詞 with 語句就能夠保證諸如文件之類的對象在使用完以後必定會正確的執行他的清理方法:

with open("myfile.txt") as f:
    for line in f:
        print(line, end="")
複製代碼

以上這段代碼執行完畢後，就算在處理過程當中出問題了，文件 f 老是會關閉。