Python中的異常（Exception）處理

異常

當你的程序出現例外狀況時就會發生異常（Exception）。例如，當你想要讀取一個文件時，而那個文件卻不存在，怎麼辦？又或者你在程序執行時不當心把它刪除了，怎麼辦？這些經過使用異常來進行處理。

相似地，若是你的程序中出現了一些無效的語句該怎麼辦？Python 將會對此進行處理，舉起（Raises）它的小手來告訴你哪裏出現了一個錯誤（Error）。

錯誤

你能夠想象一個簡單的 print 函數調用。若是咱們把 print 誤拼成 Print 會怎樣？你會注意到它的首字母是大寫。在這一例子中，Python 會拋出（Raise）一個語法錯誤。

>>> Print("Hello World")
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'Print' is not defined >>> print("Hello World")
Hello World

 

你會注意到一個 NameError 錯誤被拋出，同時 Python 還會打印出檢測到的錯誤發生的位置。這就是一個錯誤錯誤處理器（Error Handler）2 爲這個錯誤所作的事情。

異常

咱們將嘗試（Try）去讀取用戶的輸入內容。按下 [ctrl-d] 來看看會發生什麼事情。

>>> s = input('Enter something --> ')
Enter something --> Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
EOFError

 

此處 Python 指出了一個稱做 EOFError 的錯誤，表明着它發現了一個文件結尾（End of File）符號（由 ctrl-d 實現）在不應出現的時候出現了。

處理異常

咱們能夠經過使用 try..except 來處理異常情況。通常來講咱們會把一般的語句放在 try 代碼塊中，將咱們的錯誤處理器代碼放置在 except 代碼塊中。

案例（保存文 exceptions_handle.py）：

try:
    text = input('Enter something --> ') except EOFError:
    print('Why did you do an EOF on me?') except KeyboardInterrupt:
    print('You cancelled the operation.') else:
    print('You entered {}'.format(text))

 

輸出：

# Press ctrl + d
$ python exceptions_handle.py
Enter something --> Why did you do an EOF on me?

# Press ctrl + c
$ python exceptions_handle.py
Enter something --> ^CYou cancelled the operation.

$ python exceptions_handle.py
Enter something --> No exceptions
You entered No exceptions

 

它是如何工做的

咱們將全部可能引起異常或錯誤的語句放在 try 代碼塊中，並將相應的錯誤或異常的處理器（Handler）放在 except 子句或代碼塊中。except 子句能夠處理某種特定的錯誤或異常，或者是一個在括號中列出的錯誤或異常。若是沒有提供錯誤或異常的名稱，它將處理全部錯誤與異常。

要注意到必須至少有一句 except 字句與每一句 try 字句相關聯。否則，有一個 try 代碼塊又有什麼意義？

若是沒有任何錯誤或異常被處理，那麼將調用 Python 默認處理器，它只會終端程序執行並打印出錯誤信息。咱們已經在前面的章節裏見過了這種處理方式。

你還能夠擁有一個 else 子句與 try..except 代碼塊相關聯。else 子句將在沒有發生異常的時候執行。

在下一個案例中，咱們還將瞭解如何獲取異常對象以便咱們能夠檢索其餘信息。

拋出異常3

你能夠經過 raise 語句來引起一次異常，具體方法是提供錯誤名或異常名以及要拋出（Thrown）異常的對象。

你可以引起的錯誤或異常必須是直接或間接從屬於 Exception（異常） 類的python 派生類。

案例（保存爲 exceptions_raise.py）：

# encoding=UTF-8 class ShortInputException(Exception): '''一個由用戶定義的異常類''' def __init__(self, length, atleast): Exception.__init__(self)
        self.length = length
        self.atleast = atleast try:
    text = input('Enter something --> ') if len(text) < 3: raise ShortInputException(len(text), 3) # 其餘工做能在此處繼續正常運行 except EOFError:
    print('Why did you do an EOF on me?') except ShortInputException as ex:
    print(('ShortInputException: The input was ' + '{0} long, expected at least {1}')
          .format(ex.length, ex.atleast)) else:
    print('No exception was raised.')

 

輸出：

$ python exceptions_raise.py
Enter something --> a
ShortInputException: The input was 1 long, expected at least 3

$ python exceptions_raise.py
Enter something --> abc
No exception was raised.

 

它是如何工做的

在本例中，咱們建立了咱們本身的異常類型。這一新的異常類型叫做 ShortInputException。它包含兩個字段——獲取給定輸入文本長度的 length，程序指望的最小長度 atleast。

在 except 子句中，咱們說起了錯誤類，將該類存儲 as（爲） 相應的錯誤名或異常名。這相似於函數調用中的形參與實參。在這個特殊的 except 子句中咱們使用異常對象的 length 與 atleast 字段來向用戶打印一條合適的信息。

Try ... Finally

假設你正在你的讀取中讀取一份文件。你應該如何確保文件對象被正確關閉，不管是否會發生異常？這能夠經過 finally 塊來完成。

保存該程序爲 exceptions_finally.py：

import sys import time

f = None try:
    f = open("poem.txt") # 咱們經常使用的文件閱讀風格 while True:
        line = f.readline() if len(line) == 0: break print(line, end='')
        sys.stdout.flush()
        print("Press ctrl+c now") # 爲了確保它能運行一段時間 time.sleep(2) except IOError:
    print("Could not find file poem.txt") except KeyboardInterrupt:
    print("!! You cancelled the reading from the file.") finally: if f:
        f.close()
    print("(Cleaning up: Closed the file)")

 

輸出：

$ python exceptions_finally.py
Programming is fun
Press ctrl+c now
^C!! You cancelled the reading from the file.
(Cleaning up: Closed the file)

 

它是如何工做的

咱們按照一般文件讀取進行操做，可是咱們同時經過使用 time.sleep 函數任意在每打印一行後插入兩秒休眠，使得程序運行變得緩慢（在一般狀況下 Python 運行得很是快速）。當程序在處在運行過過程當中時，按下 ctrl + c 來中斷或取消程序。

你會注意到 KeyboardInterrupt 異常被拋出，爾後程序退出。不過，在程序退出以前，finally 子句獲得執行，文件對象總會被關閉。

另外要注意到咱們在 print 以後使用了 sys.stout.flush()，以便它能被當即打印到屏幕上。

with 語句

在 try 塊中獲取資源，而後在 finally 塊中釋放資源是一種常見的模式。所以，還有一個 with 語句使得這一過程能夠以一種乾淨的姿態得以完成。

保存爲 exceptions_using_with.py：

with open("poem.txt") as f: for line in f:
        print(line, end='')

 

它是如何工做的

程序輸出的內容應與上一個案例所呈現的相同。本例的不一樣之處在於咱們使用的是 open 函數與 with 語句——咱們將關閉文件的操做交由 with open 來自動完成。

在幕後發生的事情是有一項 with 語句所使用的協議（Protocol）。它會獲取由 open 語句返回的對象，在本案例中就是「thefile」。

+

它總會在代碼塊開始以前調用 thefile.__enter__ 函數，而且總會在代碼塊執行完畢以後調用 thefile.__exit__。

所以，咱們在 finally 代碼塊中編寫的代碼應該格外留心 __exit__ 方法的自動操做。這可以幫助咱們避免重複顯式使用 try..finally 語句。

有關Python教程中這話題的更多討論已經超出了本書所能涉及的範圍，所以請參考 PEP 343 來了解更加全面的解釋。

總結

咱們已經討論了 try..except 和 try..finally 語句的用法。同時咱們也已經看到了如何建立咱們本身的python 異常類型，還有如何拋出異常。

接下來，咱們將探索 Python 的標準庫。