python的錯誤處理

1、python的錯誤處理

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出錯的緣由。
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()，成功時返回文件的描述符（就是一個整數），出錯時返回-1

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常結果和錯誤碼混在一塊兒，形成調用者必須大量的代碼來判斷是否出錯：

def foo():
    r = somefunction()
    if r == (-1):
        return (-1)

    return r

def bar():
    r = foo()
    if r == (-1):
        print("Error")
    else:
        pass

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）

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

try
    讓咱們用一個例子來看看try的機制

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。

上面的代碼在計算10 / 0時 會產生一個除法運算錯誤：
try....
except: division by zero
finally...
END....
>>>

從輸出能夠看到，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。而後，程序繼續按照流程往下走。

若是把除數0 變成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，固然finally也能夠沒有
你還能夠猜想，錯誤應該有不少種類，日過發生了不一樣類型的錯誤，應該由不一樣的except語句塊處理。
沒錯，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("ZeroDivisionError:", e)

finally:
    print("finally...")

print("END...")

int()函數可能會拋出ValueError,因此咱們用一個except捕獲ValueError，用另外一個except捕獲ZeroDivisionError
此外，若是沒有錯誤發生，能夠再except語句塊後面加一個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("ZeroDivisionError:", e)

else:
    print("No error!")

finally:
    print("finally...")

print("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，也是被第一個except給捕獲了。
python全部的錯誤都是BaseException類派生的。

全部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...exccept捕獲錯誤還有一個巨大的好處，就是能夠跨越多層調用，好比函數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：

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...")

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


2、調用堆棧

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

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

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

def main():
    bar("0")

main()

執行結果爲：

Traceback (most recent call last):
  File "C:/Python36/test.py", line 10, in <module>
    main()
  File "C:/Python36/test.py", line 8, in main
    bar("0")
  File "C:/Python36/test.py", line 5, in bar
    return foo(s) * 2
  File "C:/Python36/test.py", line 2, in foo
    return 10 / int(s)
ZeroDivisionError: division by zero

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

錯誤第一行：
Traceback (most recent call last):
這告訴咱們的是錯誤的跟蹤信息。

File "C:/Python36/test.py", line 10, in < module >
main()
說明調用main（）出錯了，在代碼文件test.py中第10行，可是緣由是第8行：

File"C:/Python36/test.py", line8, in main
bar("0")
調用bar("0")出錯了，在代碼文件test.py中第8行，但緣由是第5行：


File"C:/Python36/test.py", line5, in bar
return foo(s) * 2
調用return foo(s) * 2時出錯了，在test.py中第5行，但緣由是第2行


File "C:/Python36/test.py", line 2, in foo
    return 10 / int(s)
ZeroDivisionError: division by zero

這時咱們找到了源頭，原來在第2行調用return 10 / int(s)出錯了，錯誤爲ZeroDivisionError


3、記錄錯誤

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

python內置的logging模塊能夠很是容易地記錄錯誤信息：
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")

輸出結果爲：
ERROR:root:division by zero
Traceback (most recent call last):
  File "C:/Python36/test.py", line 12, in main
    bar("0")
  File "C:/Python36/test.py", line 8, in bar
    return foo(s) * 2
  File "C:/Python36/test.py", line 5, in foo
    return 10 / int(s)
ZeroDivisionError: division by zero
END

一樣是出錯，但程序打印完錯誤信息後會繼續執行，並正常退出。

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。


4、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，能夠定義一個錯誤的class，選擇好繼承關係，而後用raise語句拋出一個錯誤的實例：

class FooError(ValueError):
    pass

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

foo("0")

輸出結果：
Traceback (most recent call last):
  File "C:/Python36/test.py", line 10, in <module>
    foo("0")
  File "C:/Python36/test.py", line 7, in foo
    raise FooError("invalid value: %s" % s)
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方式：

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("ValieError")
        raise

bar()

在bar（）函數中，咱們明明已經捕獲了錯誤，可是，打印一個ValueError以後
又經過raise語句拋出去了。這不是有病嗎

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，便於或許追蹤。

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，就把問題一直往上拋，最終會拋給CEO去解決。

注意：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，還能夠改寫錯誤類型


try:
    10 / 0
except ZeroDivisionError:
    raise ValueError("do not input zero!")

輸出結果：
Traceback (most recent call last):
  File "C:/Python36/test.py", line 4, in <module>
    raise ValueError("do not input zero!")
ValueError: do not input zero!
>>>

只要是合理的轉換邏輯就能夠，可是，毫不應該把一個IOError轉成絕不相干的valueError.

總結：

python內置的 try...except...finally 用來處理錯誤十分方便。
出錯時，會分析錯誤信息並定位錯誤發生的代碼位置纔是關鍵的。

程序也能夠主動拋出錯誤，讓調用者來處理相應的錯誤。
可是應該在文檔中寫清楚可能會拋出哪些錯誤，以及錯誤產生的緣由。

來源：https://www.liaoxuefeng.com/wiki/0014316089557264a6b348958f449949df42a6d3a2e542c000/00143191375461417a222c54b7e4d65b258f491c093a515000