Python学习笔记10：Python错误和异常

1、什么是异常
错误：是语法或是逻辑上的。
错误发生将导致异常。异常是因为程序出现了错误而在正常控制流以外采取的行为。该行为分为两个阶段：首先是引起异常发生的错误，然后是检测（和采取可能得措施）阶段。
1965年左右，PL/1作为第一个支持异常的主要语言出现。

2、Python中的异常

• NameError 尝试访问一个未声明的变量。
• ZeroDivisionError 除数为0。
• SyntaxError Python解释器语法错误。
• IndexError 请求的索引超出序列范围。
• KeyError 请求一个不存在的字典关键字。
• IOError 输入/输出错误。
• AttributeError 尝试访问未知的对象属性。

3、检测和处理异常
异常可以通过try语句来检测。
（1）try-except语句

try:
    try_suite
except Exception[,reason]:
    except_suite

（2）包装内建函数

drf safe_float(obj):
    try:
        retval=float(obj)
    except ValueError:
        retval='could not convert non-number to float'
    return retval

（3）带有多个异常的except语句

try:
    try_suite
except Exception1[,reason1]:
    except_suite1
except Exception2[,reason2]:
    except_suite2
            ：

（4）处理多个异常的except语句

except (Exception1,Exception2) [,reason]:

（5）捕获所有异常（1.5）

try:
    try_suite
except Exception,e:
    except_suite

或者（不太推荐）：

try:
    try_suite
except:
    except_suite

例如:

try:
    try_suite
except (KeyboardInterupt,SystemExit):
    raise
except Exception:
    except_suite

2.5中，BaseException成为“所有异常之母”。

-| BaseException
    -| KeyboardInterupt
    -| SystemExit
    -| Exception
        -| (all other current built-in exception)

（6）异常参数

except  Exception [,reason]:  

reason为异常参数，包含来自导致异常的代码的诊断信息的类实例。异常参数本身会组成一个元组，并存储为类实例（异常类的实例）的属性。这里的reason将会是一个Exception类的实例。调用str(reason)总会返回一个良好可读的错误原因。
（7）else子句
在try范围没有异常被检测到时，执行else子句。
（8）finally子句

try:
    A
except Exception:
    B
else:
    C
finally:
    D

（9）try-finally子句
try-finally常常用来维持一致的行为而无论异常是否发生。

try:
    try_suite
finally:
    finally_suite

当finally中所有代码执行完毕后，会继续向上一层引发异常。
①

try:
    try:
        try_suite
    except Exception:
        ...
finally:
    finally_suite

②

try:
    try:
        try_suite
    finally:
        finally_suite
except Exception:
     ...

②可以同时处理在原始的try语句块和finally语句块中发生的错误。
唯一的问题是：当finally中的确发生异常时，会丢失原来异常的上下文信息。
（10）try-except-else-finally

4、上下文管理
（1）with语句
2.5 from __future__ import with_statement 可以使用with语句。
2.6 with成为关键字。
try-except和try-finally的一种特定的配合用法是保证共享的资源的唯一分配，并在任务结束的时候释放它。比如文件（数据、日志、数据库等等），线程资源，简单同步，数据库连接等等。with语句的目标就是应用在这种场景。

with context_expr [as var]:
    with suite

with仅能工作于支持上下文管理协议（context management protocol）的对象。显然，只有内建了“上下文管理”的对象才可以与with一起使用。
目前已经有一些支持该协议的对象：

• file
• decimal.Context
• thread.LockType
• threading.RLock
• threading.Condition
• threading.Semaphore
• threading.BoundedSemaphore

例：

with open('/etc/passwd','r') as f:
    for eachLine in f:
        ...

无论在这一段代码的开始，中间，还是结束时发生异常，会执行清理的代码，此外文件仍会被自动的关闭。
（2）上下文管理协议
上下文对象调用它的__enter()__方法完成with语句块执行前的所有准备工作。
上下文对象的__exit()__方法在with语句块执行结束后被调用，在该方法中进行清理工作。
上下文管理的职责是提供一个上下文对象。这是通过调用__context()__方法来实现的。

5、触发异常
（1）raise语句

raise [SomeException [,args [,traceback]]]

• 第一个参数SomeException是触发异常的名字。它必须是一个字符串，类或者实例。
• 第二个参数可选，用来传递给异常（比如参数，值）。可以是一个单独的对象也可以是一个对象元组。
• 第三个参数，可选。跟踪记录对象

（2）raise语句的用法

• raise exclass 触发一个异常，从exclass生成一个实例（不含任何异常参数）
• raise exclass() 同上，但现在不是类，是类exclass的一个实例，同样没有任何异常参数
• raise exclass,args 同上，同时提供了异常参数args，args可以是一个参数也可以是元组
• raise exclass(args) 同上
• raise exclass,args,tb 同上，同时提供了一个跟踪记录对象tb
• raise exclass,instance 通过实例触发异常（通常是exclass的实例），如果实例是exclass子类的实例，那么这个新异常的类型会是子类的类型；如果实例既不是exclass的实例也不是exclass子类的实例，那么会复制此实例的异常参数去生成一个新的exclass实例
• raise instance 通过实例触发异常：异常类型是实例的类型，等价于raise instance.__class__，instance
• raise string （过时的）触发字符串异常
• raise string,args 同上，同时提供了异常参数args
• raise string,args,tb 同上，同时提供了一个跟踪记录对象tb
• raise 重新触发前一个异常，如果之前没有异常，触发TypeError

6、断言
断言语句语法

assert expression [,arguments]

断言语句：如果断言成功不采取任何措施（类似语句），否则触发AssertionError（断言错误）的异常。可以使用try-except语句捕获AssertionError异常。
我们可以提供一个异常参数给我们的assert命令。

assert 1==0,'One does not equal zero silly!'

7、标准异常

• BaseException（2.5） 所有异常的基类
• SystemExit（2.5之前，Exception的子类SystemExit）Python解释器请求退出
• KeyboardInterrupt（1.6，（2.5之前，StandardError的子类KeyboardInterrupt）） 用户中断执行（通常是输入^C）
• Exception（1.5） 常规错误的基类
• StopIteration（2.2） 迭代器没有更多的值
• GeneratorExit（2.5） 生成器（generator）发生异常来通知退出
• StandardError（2.0） 所有的内建的标准异常的基类
• ArithmeticError（1.5） 所有数值计算错误的基类
• FloatingPointError（1.5） 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（1.5） 断言语句错误
• AttributeError 对象没有这个属性
• EOFError 没有内建输入，到达EOF标记
• EnvironmentError（1.5）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（1.6） Windows系统调用错误
• ImportError 导入模块/对象失败
• LookupError（1.5） 无效数据查询的基类
• IndexError 序列中没有此索引
• 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（1.6） 访问未初始化的本地变量
• ReferenceError（2.2） 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（1.5） 尚未实现的方法
• SyntaxError Python语法错误
• IndentationError（2.0） 缩进错误
• TabError（2.0） 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（1.6） Unicode相关的错误
• UnicodeDecodeError（2.3） Unicode解码时的错误
• UnicodeEncodeError（2.3） Unicode编码时错误
• UnicodeTranslateError（1.6） Unicode转换时错误
• Warning（2.1） 警告的基类
• Deprecation Warning（2.1） 关于被弃用的特征的警告
• Future Warning（2.3） 关于构造将来语义会有改变的警告
• Overflow Warning（2.2） 旧的关于自动提升为长整型（long）的警告
• PendingDeprecationWarning（2.3） 关于特性将会被废弃的警告
• RuntimeWarning（2.1） 可疑的运行时行为（runtime behavior）的警告
• SyntaxWarning（2.1）可疑的语法的警告
• UserWarning（2.1） 用户代码生成的警告

8、相关模块
exceptions 内建异常（永远不用导入该模块）
contextlib(2.5) 为使用with语句的上下文对象工具
sys 包含各种异常相关的对象和函数（见sys.ex**）
sys模块中exc_info()函数可以获取异常信息。