Python异常处理（基础详解）

本文是python异常的基础知识,欢迎阅读，一起进步

• Python专栏请参考：人生苦短-我学python

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一.异常简介

• 异常是指在语法正确的前提下，程序运行时报错就是异常。
• 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。

print ('-----test--1---')
open('123.txt', 'r')
print ('-----test--2---')

-----test--1---
Traceback (most recent call last):
  File "D:/Phython/study/venv/Include/hello.py", line 2, in <module>
    open('123.txt', 'r')
FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: '123.txt'

• Why？-->打开一个不存在的文件123.txt，当找不到123.txt 文件时，就会抛出给我们一个IOError类型的错误，No such file or directory：123.txt （没有123.txt这样的文件或目录）

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二.捕获异常

• 捕获异常 try…except…

try:
    print('-----test--1---')
    open('123.txt','r')
    print('-----test--2---')
except IOError:
    pass

-----test--1---

• 说明:
• 此程序看不到任何错误，因为用except 捕获到了IOError异常，并添加了处理的方法
• pass 表示实现了相应的实现，但什么也不做；如果把pass改为print语句，那么就会输出其他信息
  
• 把可能出现问题的代码，放在try中
• 把处理异常的代码，放在except中

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• except捕获多个异常

try:
    print (num)
except IOError:
    print('产生错误了')

Traceback (most recent call last):
  File "D:/Phython/study/venv/Include/hello.py", line 2, in <module>
    print (num)
NameError: name 'num' is not defined

上例程序，已经使用except来捕获异常了，为什么还会看到错误的信息提示？

• except捕获的错误类型是IOError，而此时程序产生的异常为 NameError ，所以except没有生效
• 正确写法

try:
    print num
except NameError:
    print('产生错误了')

产生错误了

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• 实际开发中，捕获多个异常的方式，如下：

#coding=utf-8
try:
    print('-----test--1---')
    open('123.txt','r') # 如果123.txt文件不存在，那么会产生 IOError 异常
    print('-----test--2---')
    print(num)# 如果num变量没有定义，那么会产生 NameError 异常

except (IOError,NameError): 
    #如果想通过一次except捕获到多个异常可以用一个元组的方式
    print("捕捉到异常")

-----test--1---
捕捉到异常

• 换个顺序对比一下

#coding=utf-8
try:
    print(num)# 如果num变量没有定义，那么会产生 NameError 异常
    print('-----test--1---')
    open('123.txt','r') # 如果123.txt文件不存在，那么会产生 IOError 异常
    print('-----test--2---')


except (IOError,NameError): 
    #如果想通过一次except捕获到多个异常可以用一个元组的方式
    print("捕捉到异常")

捕捉到异常

• 注意： 当捕获多个异常时，可以把要捕获的异常的名字，放到except 后，并使用元组的方式仅进行存储

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• 获取异常的信息描述

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• 捕获所有异常
  
  

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• else
• 咱们应该对else并不陌生，在if中，它的作用是当条件不满足时执行的实行；同样在try…except…中也是如此，即如果没有捕获到异常，那么就执行else中的事情

try:
    num = 100
    print(num)
except NameError as errorMsg:
    print('产生错误了:%s'%errorMsg)
else:
    print('没有捕获到异常，真高兴')

100
没有捕获到异常，真高兴

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• try…finally…
• 在程序中，如果一个段代码必须要执行，即无论异常是否产生都要执行，那么此时就需要使用finally。比如文件关闭，释放锁，把数据库连接返还给连接池等。

import time
try:
    f = open('test.txt')
    try:
        while True:
            content = f.readline()
            if len(content) == 0:
                break
            time.sleep(2)
            print(content)
    except:
        #如果在读取文件的过程中，产生了异常，那么就会捕获到
        #比如 按下了 ctrl+c
        print("捕捉到异常")
    finally:
        f.close()
        print('关闭文件')
except:
    print("没有这个文件")

没有这个文件

• test.txt文件中每一行数据打印，但是我有意在每打印一行之前用time.sleep方法暂停2秒钟。这样做的原因是让程序运行得慢一些。在程序运行的时候，按Ctrl+c中断（取消）程序。
• 我们可以观察到KeyboardInterrupt异常被触发，程序退出。但是在程序退出之前，finally从句仍然被执行，把文件关闭。

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三.异常的传递

• try嵌套中

import time
try:
    f = open('test.txt')
    try:
        while True:
            content = f.readline()
            if len(content) == 0:
                break
            time.sleep(2)
            print(content)
    finally:
        f.close()
        print('关闭文件')
except:
    print("没有这个文件")

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• 函数嵌套调用中

def test1():
    print("----test1-1----")
    print(num)
    print("----test1-2----")


def test2():
    print("----test2-1----")
    test1()
    print("----test2-2----")


def test3():
    try:
        print("----test3-1----")
        test1()
        print("----test3-2----")
    except Exception as result:
        print("捕获到了异常，信息是:%s" % result)

    print("----test3-2----")


test3()
print("------华丽的分割线-----")
test2()

----test3-1----
----test1-1----
捕获到了异常，信息是:name 'num' is not defined
----test3-2----
------华丽的分割线-----
----test2-1----
----test1-1----
Traceback (most recent call last):
  File "D:/Phython/study/venv/Include/hello.py", line 26, in <module>
    test2()
  File "D:/Phython/study/venv/Include/hello.py", line 9, in test2
    test1()
  File "D:/Phython/study/venv/Include/hello.py", line 3, in test1
    print(num)
NameError: name 'num' is not defined

• 总结：
• ① 如果try嵌套，那么如果里面的try没有捕获到这个异常，那么外面的try会接收到这个异常，然后进行处理，如果外边的try依然没有捕获到，那么再进行传递。
• ②如果一个异常是在一个函数中产生的，例如函数A---->函数B---->函数C,而异常是在函数C中产生的，那么如果函数C中没有对这个异常进行处理，那么这个异常会传递到函数B中，如果函数B有异常处理那么就会按照函数B的处理方式进行执行；如果函数B也没有异常处理，那么这个异常会继续传递，以此类推。。。如果所有的函数都没有处理，那么此时就会进行异常的默认处理，即通常见到的那样。
• ③注意观察上图中，当调用test3函数时，在test1函数内部产生了异常，此异常被传递到test3函数中完成了异常处理，而当异常处理完后，并没有返回到函数test1中进行执行，而是在函数test3中继续执行

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四.抛出自定义的异常

• 你可以用raise语句来引发一个异常。异常/错误对象必须有一个名字，且它们应是Error或Exception类的子类
• 下面是一个引发异常的例子:

class ShortInputException(Exception):
    '''自定义的异常类'''
    def __init__(self, length, atleast):
        #super().__init__()
        self.length = length
        self.atleast = atleast

def main():
    try:
        s = input('请输入 --> ')
        if len(s) < 3:
            # raise引发一个你定义的异常
            raise ShortInputException(len(s), 3)
    except ShortInputException as result:#x这个变量被绑定到了错误的实例
        print('ShortInputException: 输入的长度是 %d,长度至少应是 %d'% (result.length, result.atleast))
    else:
        print('没有异常发生.')

main()

• 情况1

请输入 --> hello
没有异常发生.

• 情况2

请输入 --> la
ShortInputException: 输入的长度是 2,长度至少应是 3

• 注意
• 以上程序中，关于代码#super().init()的说明
• 这一行代码，可以调用也可以不调用，建议调用，因为__init__方法往往是用来对创建完的对象进行初始化工作，如果在子类中重写了父类的__init__方法，即意味着父类中的很多初始化工作没有做，这样就不保证程序的稳定了，所以在以后的开发中，如果重写了父类的__init__方法，最好是先调用父类的这个方法，然后再添加自己的功能

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五.模块

• Python中的模块有过C语言编程经验的朋友都知道在C语言中如果要引用sqrt函数，必须用语句#include 引入math.h这个头文件，否则是无法正常进行调用的。

那么在Python中，如果要引用一些其他的函数，该怎么处理呢？

• 在Python中有一个概念叫做模块（module），这个和C语言中的头文件以及Java中的包很类似，比如在Python中要调用sqrt函数，必须用import关键字引入math这个模块，下面就来了解一下Python中的模块。
• 说的通俗点：模块就好比是工具包，要想使用这个工具包中的工具(就好比函数)，就需要导入这个模块

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• import
• 在Python中用关键字import来引入某个模块，比如要引用模块math，就可以在文件最开始的地方用import math来引入。

import module1,mudule2...

• 当解释器遇到import语句，如果模块在当前的搜索路径就会被导入。
• 在调用math模块中的函数时，必须这样引用：

　　模块名.函数名

什么必须加上模块名调用呢 ？

• 因为可能存在这样一种情况：在多个模块中含有相同名称的函数，此时如果只是通过函数名来调用，解释器无法知道到底要调用哪个函数。所以如果像上述这样引入模块的时候，调用函数必须加上模块名。

import math

    #这样会报错
print sqrt(2)

    #这样才能正确输出结果
print math.sqrt(2)

• 有时候我们只需要用到模块中的某个函数，只需要引入该函数即可，此时可以用下面方法实现：

from 模块名 import 函数名1,函数名2....

• ①通过这种方式引入的时候，调用函数时只能给出函数名，不能给出模块名，但是当两个模块中含有相同名称函数的时候，后面一次引入会覆盖前一次引入。也就是说假如模块A中有函数function()，在模块B中也有函数function()，如果引入A中的function在先、B中的function在后，那么当调用function函数的时候，是去执行模块B中的function函数。
• ②如果想一次性引入math中所有的东西，还可以通过from math import *来实现

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• from…import
• Python的from语句让你从模块中导入一个指定的部分到当前命名空间中
• 语法如下：

from modname import name1[, name2[, ... nameN]]

• 例如，要导入模块fib的fibonacci函数，使用如下语句：

from fib import fibonacci

• 注意：不会把整个fib模块导入到当前的命名空间中，它只会将fib里的fibonacci单个引入

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• from … import *
• 把一个模块的所有内容全都导入到当前的命名空间也是可行的，只需使用如下声明：

from modname import *

• 注意：这提供了一个简单的方法来导入一个模块中的所有项目。然而这种声明不该被过多地使用。

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• as

import time as tt
time.sleep(1)

Traceback (most recent call last):
  File "D:/Phython/study/venv/Include/hello.py", line 2, in <module>
    time.sleep(1)
NameError: name 'time' is not defined

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• 定位模块
• 当你导入一个模块，Python解析器对模块位置的搜索顺序是：
• ①当前目录
• ②如果不在当前目录，Python则搜索在shell变量PYTHONPATH下的每个目录。
• ③如果都找不到，Python会察看默认路径。UNIX下，默认路径一般为/usr/local/lib/python/
• ④模块搜索路径存储在system模块的sys.path变量中。变量里包含当前目录，PYTHONPATH和由安装过程决定的默认目录。

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六.模块制作

• 定义自己的模块
• 在Python中，每个Python文件都可以作为一个模块，模块的名字就是文件的名字。
  比如有这样一个文件test.py，在test.py中定义了函数add
• test.py

def add(a, b):
    return a + b

• 调用自己定义的模块
• 那么在其他文件中就可以先import test，然后通过test.add(a,b)来调用了，当然也可以通过from test import add来引入
• main.py

import test

result = test.add(11, 22)
print(result)

• test.py

def add(a, b):
    return a + b


# 用来进行测试
ret = add(12, 22)
print('int test.py file,,,,12+22=%d' % ret)

int test.py file,,,,12+22=34

• 如果此时，在其他py文件中引入了此文件的话，想想看，测试的那段代码是否也会执行呢！

import test

result = test.add(11, 22)
print(result)

int test.py file,,,,12+22=34
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• 模块中的__all__
• 没有__all__
  
  
  
• 模块中有__all__
  
  
• 总结: 如果一个文件中有__all__变量，那么也就意味着这个变量中的元素，不会被from xxx import *时导入

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七.python中的包

• (1)引入包
• 有2个模块功能有些联系

• 所以将其放到同一个文件夹下

• 使用import 文件.模块 的方式导入

• 使用from 文件夹 import 模块 的方式导入

• 在msg文件夹下创建__init__.py文件

• 在__init__.py文件中写入

• 重新使用from 文件夹 import 模块 的方式导入

• 总结： 包将有联系的模块组织在一起，即放到同一个文件夹下，并且在这个文件夹创建一个名字为__init__.py 文件，那么这个文件夹就称之为包,有效避免模块名称冲突问题，让应用组织结构更加清晰

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• (2)init.py文件有什么用

__init__.py 控制着包的导入行为

• init.py为空
• 仅仅是把这个包导入，不会导入包中的模块
• __ all__
• 在__init__.py文件中，定义一个__all__变量，它控制着 from 包名 import *时导入的模块
• 可以在__init__.py文件中编写内容
• 可以在这个文件中编写语句，当导入时，这些语句就会被执行

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• 最后小结几个常见异常

异常	解释
AttributeError	当你访问一个对象的属性，但是这个属性并没有在这个对象定义的时候，就会引发 AttributeError
ImportError	在使用 import 导入模块时，如果要导入的模块找不到，或者从模块中导入模块中不存在的内容
IndexError	当你尝试从序列（如列表或元组）中检索索引，但是序列中找不到该索引。此时就会引发 IndexError
KeyError	与 IndexError 类似，当你访问映射(通常是 dict )中不包含的键时，就会引发 KeyError。
NameError	当你引用了变量、模块、类、函数或代码中没有定义的其他名称时，将引发 NameError。
SyntaxError	当代码中有不正确的 Python 语法时，就会引发 SyntaxError。下面的问题是函数定义行末尾缺少一个冒号
TypeError	当你的代码试图对一个无法执行此操作的对象执行某些操作时，例如将字符串添加到整数中，以及一开始的例子使用 append 方法给元组添加元素，这些都会引发 TypeError。
ValueError	当对象的值不正确时就会引发 ValueError。这个和我们前面说的因为索引的值不在序列的范围内，而导致 IndexError 异常类似。

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• 2020.04.06 记录辰兮的第49篇博客