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python基础二十三 异常处理
1.异常和错误
1.1 错误
1.1.1 语法错误
#if后边没有加冒号，属于语法错误，无法通过python解释器，必须运行前修改
num = 10
if num == 11
print('ok')
结果报错：
SyntaxError: invalid syntax
1.1.2 逻辑错误
#除数为0
num = 10
print(num/0)
结果报错：
ZeroDivisionError: division by zero
1.2 异常
什么是异常？
-
异常即是一个事件，该事件会在程序执行过程中发生，影响了程序的正常执行。
-
一般情况下，在Python无法正常处理程序时就会发生一个异常。
-
异常是Python对象，表示一个错误。
-
当Python脚本发生异常时我们需要捕获处理它，否则程序会终止执行。
1.3 python中异常的类
错误示例
#触发IndexError: 索引超出范围
lst = [1,2,3]
print(lst[5])
结果报错：
IndexError: list index out of range
#触发KeyError: 字典中没有此键
dic = {'k1':1,'k2':2}
print(dic['k3'])
结果报错：
KeyError: 'k3'
常见异常
| 异常名称 | 描述 |
|---|---|
| BaseException | 所有异常的基类 |
| SystemExit | 解释器请求退出 |
| KeyboardInterrupt | 用户中断执行(通常是输入^C) |
| Exception | 常规错误的基类 |
| StopIteration | 迭代器没有更多的值 |
| GeneratorExit | 生成器(generator)发生异常来通知退出 |
| StandardError | 所有的内建标准异常的基类 |
| ArithmeticError | 所有数值计算错误的基类 |
| FloatingPointError | 浮点计算错误 |
| OverflowError | 数值运算超出最大限制 |
| ZeroDivisionError | 除(或取模)零 (所有数 据类型) |
| AssertionError | 断言语句失败 |
| AttributeError | 对象没有这个属性 |
| EOFError | 没有内建输入,到达EOF 标记 |
| EnvironmentError | 操作系统错误的基类 |
| IOError | 输入/输出操作失败 |
| OSError | 操作系统错误 |
| WindowsError | 系统调用失败 |
| ImportError | 导入模块/对象失败 |
| LookupError | 无效数据查询的基类 |
| IndexError | 序列中没有此索引(index) |
| KeyError | 映射中没有这个键 |
| MemoryError | 内存溢出错误(对于Python 解释器不是致命的) |
| NameError | 未声明/初始化对象 (没有属性) |
| UnboundLocalError | 访问未初始化的本地变量 |
| ReferenceError | 弱引用(Weak reference)试图访问已经垃圾回收了的对象 |
| RuntimeError | 一般的运行时错误 |
| NotImplementedError | 尚未实现的方法 |
| SyntaxError | Python 语法错误 |
| IndentationError | 缩进错误 |
| TabError | Tab 和空格混用 |
| SystemError | 一般的解释器系统错误 |
| TypeError | 对类型无效的操作 |
| ValueError | 传入无效的参数 |
| UnicodeError | Unicode 相关的错误 |
| UnicodeDecodeError | Unicode 解码时的错误 |
| UnicodeEncodeError | Unicode 编码时错误 |
| UnicodeTranslateError | Unicode 转换时错误 |
| Warning | 警告的基类 |
| DeprecationWarning | 关于被弃用的特征的警告 |
| FutureWarning | 关于构造将来语义会有改变的警告 |
| OverflowWarning | 旧的关于自动提升为长整型(long)的警告 |
| PendingDeprecationWarning | 关于特性将会被废弃的警告 |
| 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 |
2.异常处理
捕捉异常可以使用try/except语句。
try/except语句用来检测try语句块中的错误，从而让except语句捕获异常信息并处理。
如果你不想在异常发生时结束你的程序，只需在try里捕获它。
2.1 try/except语句
语法
try:
被检测的代码块
except 异常类型：
try中一旦检测到异常，就执行这里的代码
2.2 try/except...else语句
语法
try:
被检测的代码块
except 异常类型：
try中一旦检测到异常，就执行这里的代码
else:
没有发生异常执行的代码
try的工作原理是，当开始一个try语句后，python就在当前程序的上下文中作标记，这样当异常出现时就可以回到这里，try子句先执行，接下来会发生什么依赖于执行时是否出现异常。
- 如果当try后的语句执行时发生异常，python就跳回到try并执行第一个匹配该异常的except子句，异常处理完毕，控制流就通过整个try语句（除非在处理异常时又引发新的异常）。
- 如果在try后的语句里发生了异常，却没有匹配的except子句，异常将被递交到上层的try，或者到程序的最上层（这样将结束程序，并打印默认的出错信息）。
- 如果在try子句执行时没有发生异常，python将执行else语句后的语句（如果有else的话），然后控制流通过整个try语句。
正常运行示例，打开一个文件test.py，在该文件中写入以下内容，且并未发生异常：
#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
try:
fh = open("testfile", "w")
fh.write("这是一个测试文件，用于测试异常!!")
except IOError:
print("Error: 没有找到文件或读取文件失败")
else:
print("内容写入文件成功")
fh.close()
运行结果：
$ python3 test.py
内容写入文件成功
$ cat testfile # 查看写入的内容
这是一个测试文件，用于测试异常!!
异常运行示例，还是运行以上文件，但文件没有写入权限，发生了异常
先取消test.py文件的执行权限
$ python3 test.py
Error: 没有找到文件或读取文件失败
2.3 try-finally 语句
try-finally 语句无论是否发生异常都将执行最后的代码。
语法
try:
<语句>
finally:
<语句> #退出try时总会执行
raise
示例
#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
代码写法一
try:
fh = open("testfile", "w")
fh.write("这是一个测试文件，用于测试异常!!")
finally:
print("Error: 没有找到文件或读取文件失败")
代码写法二 属于异常嵌套
try:
fh = open("testfile", "w")
try:
fh.write("这是一个测试文件，用于测试异常!!")
finally:
print("关闭文件")
fh.close()
except IOError:
print("Error: 没有找到文件或读取文件失败")
如果文件没有可写权限，会报错
$ python3 test.py
Error: 没有找到文件或读取 文件失败
当在try块中抛出一个异常，立即执行finally块代码。
finally块中的所有语句执行后，异常被再次触发，并执行except块代码。
参数的内容不同于异常。
2.4 万能异常 Exception
exception可以捕获所有异常
示例，将字符串转换为整型，会报错
s1 = 'hello'
try:
int(s1)
except Exception as e:
print(e)
结果：
invalid literal for int() with base 10: 'hello'
2.5 异常捕获嵌套示例
a = int(input("请输入除数>>>"))
b = int(input("请输入被除数>>>"))
try:
print(a/b)
except Exception:
try:
b = int(input("被除数为0，请重新输入被除数>>>"))
print(a/b)
except ZeroDivisionError:
print("被除数能为0？？？，滚吧！！！")
2.6 raise抛出异常
语法
raise [异常类型[(异常原因)]]
其中，用 [] 括起来的为可选参数，其作用是指定抛出的异常名称，以及异常信息的相关描述。如果可选参数全部省略，则 raise 会把当前错误原样抛出；如果仅省略 (异常原因)，则在抛出异常时，将不附带任何的异常描述信息。
也就是说，raise 语句有如下三种常用的用法：
-
raise：单独一个 raise。该语句引发当前上下文中捕获的异常（比如在 except 块中），或默认引发 RuntimeError 异常。
-
raise 异常类名称：raise 后带一个异常类名称。该语句引发指定异常类的默认实例。
-
raise 异常类名称(描述信息)：在引发指定异常的同时，附带异常的描述信息。
上面三 种用法最终都是要引发一个异常实例（即使指定的是异常类，实际上也是引发该类的默认实例），raise 语句每次只能引发一个异常实例。
2.6.1 raise
def main():
try:
# 使用try...except来捕捉异常
# 此时即使程序出现异常，也不会传播给main函数
mtd(3)
except Exception as e:
print('程序出现异常:', e)
# 不使用try...except捕捉异常，异常会传播出来导致程序中止
mtd(3)
def mtd(a):
if a > 0:
raise
main()
程序运行结果：
程序出现异常: No active exception to reraise
raise
RuntimeError: No active exception to reraise
2.6.2 raise 异常类名称
def main():
try:
# 使用try...except来捕捉异常
# 此时即使程序出现异常，也不会传播给main函数
mtd(3)
except Exception as e:
print('程序出现异常:', e)
# 不使用try...except捕捉异常，异常会传播出来导致程序中止
mtd(3)
def mtd(a):
if a > 0:
raise ValueError
main()
程序运行结果：
程序出现异常:
raise ValueError
ValueError
2.6.3 raise异常类名称(描述信息)
def main():
try:
# 使用try...except来捕捉异常
# 此时即使程序出现异常，也不会传播给main函数
mtd(3)
except Exception as e:
print('程序出现异常:', e)
# 不使用try...except捕捉异常，异常会传播出来导致程序中止
mtd(3)
def mtd(a):
if a > 0:
raise ValueError("a的值大于0，不符合要求")
main()
程序运行结果：
程序出现异常: a的值大于0，不符合要求
raise ValueError("a的值大于0，不符合要求")
ValueError: a的值大于0，不符合要求
2.7 自定义异常
可以通过创建一个新的异常类来拥有自己的异常。异常类继承自 Exception 类，可以直接继承，或者间接继承，例如:
class MyError(Exception):
def __init__(self, value):
self.value = value
def __str__(self):
return repr(self.value)
try:
raise MyError(3 * 2)
except MyError as e:
print(f'这是我自定义的异常，自定义运算结果是{e.value}')
程序运行结果：
这是我自定义的异常，自定义运算结果是6
2.8 assert断言
Python assert（断言）用于判断一个表达式，在表达式条件为 false 的时候触发异常。
断言可以在条件不满足程序运行的情况下直接返回错误，而不必等待程序运行后出现崩溃的情况，例如我们的代码只能在 Linux 系统下运行，可以先判断当前系统是否符合条件。
语法
assert 异常类型
等价于
if not expression:
raise AssertionError
assert后边可以紧跟参数
assert expression [, arguments]
等价于
if not expression:
raise AssertionError(arguments)
使用示例
#使用示例1，这段代码只能在linux系统中运行
import sys
assert ('linux' in sys.platform), "该代码只能在Linux下执行"
#使用示例2
assert 1 == 2
结果：
AssertionError
>>> assert True # 条件为true正常执行
>>> assert False # 条件为false触发异常
