章节
- 错误和异常
- 处理异常
- raise
- 自定义异常
- assert
- 总结
一、错误和异常
有两种类型的错误：语法错误 (syntax error) 和异常 (exception)
语法错误，也叫解析错误，解释器在解析语法时探测到的错误，必须在代码运行前纠正.
异常，尽管语句或语法上没有问题，但是在执行时候还是可能出现错误，这种在代码执行时探测到的错误称为异常，解释器无法执行
语法错误
顾名思义，检测到语法有错误，解释器会重复错误的语句，然后显示一个箭头指向出错的位置，打印出现错误的文件名与行数、错误的类型及信息.
异常
语法和语句上没有问题，但代码在执行时候还是可能出现错误，这些错误称之为异常，比如
IndexError：索引超出范围
KeyError：不存在的key
同样地，如果抛出异常，也会打印出文件的名称和行号、异常的语句、异常类型及信息
内建异常
Pythono内建了一些异常类型 ( 异常也是对象 )，它们的意义及继承的关系如下
BaseException 所有异常的根异常 +-- SystemExit 程序退出/终止 +-- KeyboardInterrupt 由键盘中断(通常为Ctrl+C)产生 +-- GeneratorExit 由生成器.close()方法引发 +-- Exception 所有非退出异常的基类 +-- StopIteration 引发后可停止迭代（一般是迭代器中的元素都取完了） +-- ArithmeticError 算数异常的基类 | +-- FloatingPointError 浮点操作失败 | +-- OverflowError | +-- ZeroDivisionError 除数为0 +-- AssertionError 由assert语句引发 +-- AttributeError 当属性名称无效时引发 +-- BufferError +-- EnvironmentError 发生在Python外部的错误 | +-- IOError 文件I/O相关的错误 | +-- OSError 操作系统错误 | +-- WindowsError (Windows) | +-- VMSError (VMS) +-- EOFError 到达文件结尾时引发 +-- ImportError import语句失败 +-- LookupError 索引和键错误 | +-- IndexError 索引和键错误 | +-- KeyError 字典key不存在 +-- MemoryError 内存不足 +-- NameError 无法找到局部或全局名称 | +-- UnboundLocalError 未绑定的局部变量 +-- ReferenceError 销毁被引用对象后使用的弱引用 +-- RuntimeError 一般运行时错误 | +-- NotImplementedError 没有实现的特性 +-- SyntaxError 解析错误, 语法错误 | +-- IndentationError 缩进错误 | +-- TabError 使用不一致的制表符 +-- SystemError 解释器中的非致命系统错误 +-- TypeError 给操作传递了错误的类型 +-- ValueError 无效类型 | +-- UnicodeError Unicode错误 | +-- UnicodeDecodeError Unicode解码错误 | +-- UnicodeEncodeError Unicode编码错误 | +-- UnicodeTranslateError Unicode转换错误 +-- Warning 警告的基类 +-- DeprecationWarning 关于被弃用的特征的警告 +-- PendingDeprecationWarning +-- RuntimeWarning 可疑的运行时行为(runtime behavior)的警告 +-- SyntaxWarning 可疑的语法的警告 +-- UserWarning 用户代码生成的警告 +-- FutureWarning 关于构造将来语义会有改变的警告 +-- ImportWarning import的警告 +-- UnicodeWarning +-- BytesWarning +-- ResourceWarning
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注：内建的异常类型，python2是放在exceptions模块，python3放在builtins模块.
>>> import exceptions >>> dir(exceptions) ['ArithmeticError', 'AssertionError', 'AttributeError', 'BaseException', 'BufferError', 'BytesWarning', 'DeprecationWarning', 'EOFError', 'EnvironmentError', 'Exception', 'FloatingPointError', 'FutureWarning', 'GeneratorExit', 'IOError', 'ImportError', 'ImportWarning', 'IndentationError', 'IndexError', 'KeyError', 'KeyboardInterrupt', 'LookupError', 'MemoryError', 'NameError', 'NotImplementedError', 'OSError', 'OverflowError', 'PendingDeprecationWarning', 'ReferenceError', 'RuntimeError', 'RuntimeWarning', 'StandardError', 'StopIteration', 'SyntaxError', 'SyntaxWarning', 'SystemError', 'SystemExit', 'TabError', 'TypeError', 'UnboundLocalError', 'UnicodeDecodeError', 'UnicodeEncodeError', 'UnicodeError', 'UnicodeTranslateError', 'UnicodeWarning', 'UserWarning', 'ValueError', 'Warning', 'ZeroDivisionError', '__doc__', '__name__', '__package__']
exceptions
>>> import builtins >>> dir(builtins) ['ArithmeticError', 'AssertionError', 'AttributeError', 'BaseException', 'BlockingIOError', 'BrokenPipeError', 'BufferError', 'BytesWarning', 'ChildProcessError', 'ConnectionAbortedError', 'ConnectionError', 'ConnectionRefusedError', 'ConnectionResetError', 'DeprecationWarning', 'EOFError', 'Ellipsis', 'EnvironmentError', 'Exception', 'False', 'FileExistsError', 'FileNotFoundError', 'FloatingPointError', 'FutureWarning', 'GeneratorExit', 'IOError', 'ImportError', 'ImportWarning', 'IndentationError', 'IndexError', 'InterruptedError', 'IsADirectoryError', 'KeyError', 'KeyboardInterrupt', 'LookupError', 'MemoryError', 'ModuleNotFoundError', 'NameError', 'None', 'NotADirectoryError', 'NotImplemented', 'NotImplementedError', 'OSError', 'OverflowError', 'PendingDeprecationWarning', 'PermissionError', 'ProcessLookupError', 'RecursionError', 'ReferenceError', 'ResourceWarning', 'RuntimeError', 'RuntimeWarning', 'StopAsyncIteration', 'StopIteration', 'SyntaxError', 'SyntaxWarning', 'SystemError', 'SystemExit', 'TabError', 'TimeoutError', 'True', 'TypeError', 'UnboundLocalError', 'UnicodeDecodeError', 'UnicodeEncodeError', 'UnicodeError', 'UnicodeTranslateError', 'UnicodeWarning', 'UserWarning', 'ValueError', 'Warning', 'ZeroDivisionError', '__build_class__', '__debug__', '__doc__', '__import__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'abs', 'all', 'any', 'ascii', 'bin', 'bool', 'bytearray', 'bytes', 'callable', 'chr', 'classmethod', 'compile', 'complex', 'copyright', 'credits', 'delattr', 'dict', 'dir', 'divmod', 'enumerate', 'eval', 'exec', 'exit', 'filter', 'float', 'format', 'frozenset', 'getattr', 'globals', 'hasattr', 'hash', 'help', 'hex', 'id', 'input', 'int', 'isinstance', 'issubclass', 'iter', 'len', 'license', 'list', 'locals', 'map', 'max', 'memoryview', 'min', 'next', 'object', 'oct', 'open', 'ord', 'pow', 'print', 'property', 'quit', 'range', 'repr', 'reversed', 'round', 'set', 'setattr', 'slice', 'sorted', 'staticmethod', 'str', 'sum', 'super', 'tuple', 'type', 'vars', 'zip']
builtins
二、处理异常
Errors should never pass silently （错误不能默默地通过，不要放过异常）
程序在执行过程中可能会出现各种异常，也就是我们所说的报错，如IndexError（列表越界）、 KeyError（字典键不存在）等。如果这些异常没有被处理，程序将终止运行，这样缺乏容错、对外暴露了错误的信息，所以要尽量考虑可能出现的异常并处理.
所以，异常处理目的是：增强程序的健壮及可靠性、支持容错、规避错误的信息（试想一下谁会用一大堆的报错的软件）
Python中使用try/except/finally/else语句来处理异常，用法
try: 可能出现的异常语句 except (异常类型1, 异常类型2...) as 异常实例名: 匹配到了异常类型执行这里 ...... 可选多个except语句 else: 没有出现异常执行这里 finally: 任何情况下都会执行这里 注：try是必须的、可配合else或finally语句、as可以把异常实例绑定到一个名字，也是可选的
异常处理的流程是
- 先执行try..except之间的语句
- 如果出现异常
- 被except后面的异常类型匹配到，则执行except后面的语句
- 没有被except后面的异常匹配到，则传递给上层try，还是没有被处理那么就是一个未处理的异常，然后抛出异常
- 如果没有出现异常，则忽略except后面的语句，往下面执行
通常有下面几种形式处理异常
try / except
>>> try: ... 1 / 0 ... except ZeroDivisionError: ... print('数字相除分母不能为0') ... 数字相除分母不能为0
>>> try: ... l = [1, 2, 3, 4] ... l[4] ... except IndexError: ... print('索引超过范围') ...
索引超过范围
except 后面可以通过as将一个名字绑定在异常实例上， 可选择指定异常参数，异常参数会存储在异常实例的args属性中
>>> try: ... raise Exception('spam', 'eggs') # 括号里面的是异常参数 ... except Exception as inst: # 把inst绑定到异常实例 ... print(type(inst)) # inst是Exception类的实例 ... print(inst.args) # 异常参数存储在args ... print(inst) # 调用__str__方法打印出异常参数，也可以重写 ... x, y = inst.args # 解包args ... <class 'Exception'> ('spam', 'eggs') ('spam', 'eggs')
except 后面可以同时指定多个异常类型，但只有一个会被匹配
>>> try: ... 1 / 0 # ZeroDivisionError ... abc # NameError ... 1 + '1' # TypeError ... except (ZeroDivisionError, NameError, TypeError) as err: ... print('异常信息: {}'.format(err)) ... 异常信息: integer division or modulo by zero
可以有多个except匹配不同异常类型
try: 1 / 0 # ZeroDivisionError abc # NameError 1 + '1' # TypeError except ZeroDivisionError: print('异常: 数字相除分母不能为0') except NameError: print('异常: 对象名不存在') except TypeError as err: print('异常:{0}'.format(err)) 异常: 数字相除分母不能为0
try /except /else
可选的else，只有当try中的语句没有出现异常才会执行else后面语句
try: f = open('filename', 'r') except IOError: print('cannot open', filename) else: print(filename, 'has', len(f.readlines()), 'lines') f.close()
建议try..except只放可能出现异常的代码, 正常的代码可以放到else
try / finally
try后面有个可选的finally，不管是否出现异常都执行finally后面的语句，通常用来执行清理或扫尾动作，比如操作文件或数据库，完成后释放连接
try: f = open(name) print(f.readlines()) except KeyboardInterrupt: pass finally: # 无论try中是否有异常都执行finally后的语句 print('Good bye!') f.close()
当然，执行清理动作更多的还是使用with语句
try / except / else / finally
try: f = open('filename') except IOError as err: print('Cannot open filename', err) else: print(f.read()) finally: print('Good Bye') f.close()
try嵌套
try还可以嵌套，当内层的try无法处理异常时会传递给上层的try处理
>>> try: try: abc # NameError 1 / 0 # ZeroDivisionError except ZeroDivisionError: print('异常: 分母不能为0') except Exception as err: print('异常: {0}'.format(err)) 异常: name 'abc' is not defined
匹配任意异常
Exception是一般异常的基类，几乎可以匹配任意的异常类型，如果不能精确地知道会抛出什么异常类型可以使用它匹配
>>> try: ... l = [1, 2, 3] ... 2 / 0 # ZeroDivisionError ... l[4] # IndexError ... except Exception: ... print('任何异常都可以捕获并处理') ... 任何异常都可以捕获并处理
如果except后面没有任何异常类型，则匹配可以匹配所有的异常，不建议这样做
try: 1 / 0 f = open('xxxoo') except: print('异常了')
不建议匹配任意异常，应该精确的匹配异常
语法错误不能被处理
语法错误不能被异常处理，因为语法错误是代码运行前的错误，代码还没有运行
try: while 1 print('hello word!') except SyntaxError: print('处理语法错误') # 不会被执行 File "<stdin>", line 2 while 1 print('hello word!') ^ SyntaxError: invalid syntax
三、raise
raise允许引发特定的异常或传递异常
引发特定的异常
>>> raise NameError # 触发NameError异常 Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> NameError >>> >>> raise NameError('HiThere') # 触发NameEroor异常，带参数 Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> NameError: HiThere
raise后面必须跟一个异常类或异常类的实例 (这个异常类必须直接或间接继承于Exception)
传递异常
如果你只是捕获异常又不准备处理它，可以重新抛出异常
>>> try: ... raise NameError('引发NameError异常') ... except NameError: ... print('重新传递NameError异常') ... raise # raise后面不要跟任何语句 ... 重新传递NameError异常 Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 2, in <module> NameError: 引发NameError异常
四、自定义异常
如要想自定义异常，只需要直接或间接的继承Exception类，通过继承也可以覆蓋或添加功能
class MyError(Exception): """Base exception class"""
def __init__(self, msg=''): self.msg = msg
>>> MyError('触发我的异常!') # __repr__ MyError('触发我的异常!'，) >>> raise MyError('触发我自己的异常!') Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> __main__.MyError: 触发我自己的异常! >>> try: ... raise MyError('触发MyError异常!') ... except MyError: ... print("处理MyError异常") ... 处理MyError异常
上面例子覆蓋了Exception类的__init__、__repr__、__str__方法
实际项目中可能会自定义很多异常，常见的做法是创建一个异常基类，然后所有的异常类都继承它（自定义异常一般以Error结尾）
class Error(Exception): """Base exception class""" def __init__(self, msg=''): self.msg = msg
def __str__(self): # 可以省略，因为父类中已有这个方法 return self.msg class InputError(Error): """InputError exception class""" pass class OutputError(Error): """OutputError exception class""" pass >>> raise InputError('InputError') Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> __main__.InputError: InputError >>> >>> raise OutputError('OutputError') Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> __main__.OutputError: OutputError
五、assert
Assert statements are a convenient way to insert debugging assertions into a program.
可以在程序里面插入一些调试 ，判某些逻辑是否符合你的预期
用法: 判断表达式的真假，如果为False则触发AssertionError异常, 为True则什么都不干
assert expression [, arguments] 或者 assert(expression) [, arguments]
等价于
if not expression: raise AssertionError
例子
>>> assert 1 == 1 # assert(1==1) >>> assert True # assert(True) >>> assert(1 + 1) < 2 Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> AssertionError
还可以加上异常参数
>>> assert 1 + 1 < 2, '判断条件为Fasle' Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> AssertionError: 判断条件为Fasle >>> assert len([1,2,3]) == 4, repr('判断条件为Fasle') Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> AssertionError: '判断条件为Fasle'
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判断文件有没有内容
with open('testfile') as f: lines = f.readlines() assert lines, repr('no data') # 如果lines为空则抛出异常 print([line.upper() for line in lines])
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函数测试
>>> def test_add(a, b): ... return a + b ... >>> assert test_add(1, 2) == 3 >>> assert test_add(1, 9) == 9, repr('%s != %s' % (10, 9)) Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> AssertionError: '10 != 9'
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六、总结
- 如果异常没有被处理，程序就会终止执行，对异常处理的目的主要是提高代码的健壮、可靠性，允许程序容错，规避内部的错误细节
- 异常处理的流程是先执行try与except之间的语句，如果出现异常则匹配except后面的异常类型，匹配到了就执行后面的语句，如果没有匹配到则往上抛，如果还没有对这个异常进行处理，那么程序就会终止运行
- 尽量只把可能出现异常的代码放到try..except中, 正常的代码放到else语句块中
- rasie语句可以引发和传递异常、assert是断言，测试某些功能是否符合你的语句
- 可选的finally一般用来执行清理动作
- 不要放过异常，要精确的捕获异常，少用 except 来捕获所有的异常
- 异常也是一个对象，自定义异常可以直接或间接继承Exception类
参考: http://docspy3zh.readthedocs.io/en/latest/tutorial/errors.html
