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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。

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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
SyntaxErrorPython 语法错误
IndentationError缩进错误
TabErrorTab 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
UnicodeErrorUnicode 相关的错误
UnicodeDecodeErrorUnicode 解码时的错误
UnicodeEncodeErrorUnicode 编码时错误
UnicodeTranslateErrorUnicode 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

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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

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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

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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

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