Python基础知识——异常

异常

异常机制本质

异常指程序运行过程中出现的非正常现象，例如用户输入错误、除数为零、需要处理的文件不存在、数组下标越界等。

所谓异常处理，就是指程序在出现问题时依然可以正确的执行剩余的程序，而不会因为异常而终止程序执行。

python 中，引进了很多用来描述和处理异常的类，称为异常类。异常类定义中包含了该类异常的信息和对异常进行处理的方法。下面较为完整的展示了python 中内建异常类的继承层次：
python 中一切都是对象，异常也采用对象的方式来处理。处理过程：

1. 抛出异常：在执行一个方法时，如果发生异常，则这个方法生成代表该异常的一个对象，停止当前执行路径，并把异常对象提交给解释器。
2. 捕获异常：解释器得到该异常后，寻找相应的代码来处理该异常。

_try_except基本结构

try…except 是最常见的异常处理结构。结构如下：

try:
   被监控的可能引发异常的语句块
except BaseException [as e]:
   异常处理语句块

try 块包含着可能引发异常的代码，except 块则用来捕捉和处理发生的异常。执行的时候，如果 try 块中没有引发异常，则跳过 except 块继续执行后续代码；执行的时候，如果 try
块中发生了异常，则跳过 try 块中的后续代码，跳到相应的 except 块中处理异常；异常处理完后，继续执行后续代码。
【try_except 结构】

print('step0')
try:
    print('step01')
    a = 3/0
    print('step2')
except BaseException as e:
    print('step3')
    print(e)
    print(type(e))
print('end!!!')
*************************************************
step0
step01
step3
division by zero
<class 'ZeroDivisionError'>
end!!!

_try_多个except结构

上面的结构可以捕获所有的异常，工作中也很常见。但是，从经典理论考虑，一般建议尽量捕获可能出现的多个异常（按照先子类后父类的顺序），并且针对性的写出异常处理代码。为了避免遗漏可能出现的异常，可以在最后增加 BaseException。结构如下：

try:
  被监控的、可能引发异常的语句块
except Except 1:
  处理 Exception1 的语句块
except Except 2:
  处理 Exception2 的语句块
…
except BaseExcept ：
  处理可能遗漏的异常的语句块

【多个 except 结构】

try:
    a = input('请输入一个被除数：')
    b = input('请输入一个除数：')
    c = float(a)/float(b)
    print(c)
except ZeroDivisionError:
    print('异常，不能除以0')
except ValueError:
    print('异常，不能将字符串转化成数字')
except NameError:
    print('异常，变量不存在')
except BaseException as e:
    print(e)
******************************************************
请输入一个被除数：100
请输入一个除数：a
异常，不能将字符串转化成数字

try_except_else 结构

try…except…else 结构增加了“else 块”。如果 try 块中没有抛出异常，则执行 else 块。如果 try 块中抛出异常，则执行 except 块，不执行 else 块。
【try_except_else 结构】

try:
    a = input('请输入一个被除数：')
    b = input('请输入一个除数：')
    c = float(a)/float(b)
except BaseException as e:
    print(e)
else:
    print('结果是：',c)
***********************************************************
#发生异常的执行情况（执行except块，不执行else块）
请输入一个被除数：100
请输入一个除数：a
could not convert string to float: 'a'
#不发生异常的执行情况（执行完try块后，不执行except块，执行else块）
请输入一个被除数：100
请输入一个除数：10
结果是： 10.0

finally 结构

try…except…finally 结构中，finally 块无论是否发生异常都会被执行；通常用来释放 try 块中申请的资源。

try:
    f = open('d://add.txt','r')
    content = f.readeline()
    print(content)
except:
    print('文件未找到')
finally:
    print('run in finally,关闭资源')
    try:
        f.close()
    except BaseException as e:
        print(e)
print('程序结束')
***********************************************************
文件未找到
run in finally,关闭资源
name 'f' is not defined
程序结束

return 语句和异常处理问题

由于 return 有两种作用：结束方法运行、返回值。我们一般不把 return 放到异常处理结构 中，而是放到方法最后。

常见异常的解决：
1.SyntaxError：语法错误

int a
—SyntaxError: invalid syntax

2.NameError：尝试访问一个没有申明的变量

print(a)
—NameError: name ‘a’ is not defined

3.ZeroDivisionError：除数为 0 错误（零除错误）

a = 3/0
—ZeroDivisionError: division by zero

4.ValueError：数值错误

float(‘Rose’)
—ValueError: could not convert string to float: 'gaoqi

5.TypeError：类型错误

123 + ‘abc’
—TypeError: unsupported operand type(s) for +: ‘int’ and ‘str’

6.AttributeError：访问对象的不存在的属性

a = 10
a.sayhi()
—AttributeError: ‘int’ object has no attribute ‘sayhi’

7.IndexError：索引越界异常

a = [4,5,6]
a[10]
—IndexError: list index out of range

8.KeyError：字典的关键字不存在

a = {‘name’:‘Rose’,‘age’ =18}
a[school]
—KeyError: 'salary

常见异常汇总

_with上下文管理

finally 块由于是否发生异常都会执行，通常我们放释放资源的代码。其实，我们可以通 过 with 上下文管理，更方便的实现释放资源的操作。

with 上下文管理的语法结构如下：

with context_expr [ as var]：
  语句块

with 上下文管理可以自动管理资源，在 with 代码块执行完毕后自动还原进入该代码之前的现场或上下文。不论何种原因跳出 with 块，不论是否有异常，总能保证资源正常释放。极大的简化了工作，在文件操作、网络通信相关的场合非常常用。
【with 语句】

with open('F:/a.txt','r') as f:
    content = f.readline()
    print(content)
print('程序结束！')
******************************************
abcdef
程序结束！

_traceback模块的使用_异常写入日志文件

【使用 Traceback 模块打印异常信息】
*

import traceback
try:
    print('step1')
    num = 1/0
except:
    traceback.print_exc()
**********************************************************
Traceback (most recent call last):
step1
  File "E:/PycharmProjects/MyTest/Day_9/test02.py", line 18, in <module>
    num = 1/0
ZeroDivisionError: division by zero

【将异常信息输出到指定文件】

import traceback
try:
    print('step1')
    num = 1/0
except:
    with open('F:/a.txt','a') as f:
        traceback.print_exc(file = f)

自定义异常类

程序开发中，有时候我们也需要自己定义异常类。自定义异常类一般都是运行时异常，通常继承 Exception 或其子类即可。命名一般以 Error、Exception 为后缀。
自定义异常由 raise 语句主动抛出。
【自定义异常类】

class AgeError(Exception):      #继承Exception
    def __init__(self,errorInfo):
        Exception.__init__(self)
        self.errorInfo = errorInfo
    def __str__(self):
        return str(self.errorInfo)+",年龄错误！应该在0~150之间"

############################测试代码###########################
if __name__ == '__main__':     #如果为True,则模块是作为独立文件运行，可以执行测试代码
    age = int(input('请输入一个年龄：'))
    if age<1 or age>150:
        raise AgeError(age)
    else:
        print('正常的年龄：',age)