Python基础语法——程序调试和异常处理

1.什么是异常

（1）程序运行过程中，总会遇到各种错误，有的错误是程序编写造成的，如本该输出字符串，结果却输出帧数，这种错误通常称之为bug，bug是必须修复的。

（2）有的错误是用户输入造成的，如让用户输入Emaile地址，结果却得到一个空字符串，这种错误可以通过检查用户输入来做出相应的处理

（3）还有一种错误是完全无法预测的，如写入文件是磁盘满了，或从网络抓取数据时网络突然中断，这种错误也称为异常，在程序中是必须要处理的，

（4）当Python解释器遇到一个无法预期的程序行为时，他就会输出一个异常，如果遇到初一0，或者打开一个不存在的文件等，当Python解释器遇到异常情况时，他会停止程序的运行。

2.常见错误和异常

（1）缺少冒号(:)

         在if,elif,for,while,class,def声明末尾需要添加":"

         错误提示：invalid syntax

（2）将赋值运算符=与比较运算符==混淆

         错误提示：invalid syntax

（3）代码结构的缩进问题

         错误提示：unindent does not match any oter indentation level

（4）修改元组和字符串是报错

     元组和字符串的值是不能修改的，如果修改他们的元素值，就会提示错误信息

       错误提示：‘tuple’ object does not support item assingnment

（5）连接字符串和非字符串

      如果将字符串与非字符串连接就会出现错误，可以是使用强制转换将非字符串转成字符串

      错误提示：can  only  concatenate str (not "int") to str

（6）在字符串收尾忘记加引号

       引号需成对出现

       错误提示：invalid character inidentifier

（7）变量或函数名拼写错误

        错误提示：name "ab" is not defined

 (8)引用超过列表的最大引用值

         错误提示：list index  out  ofrange

  (9)使用关键字作为变量名

         错误提示：invalid syntax

  （10）变量没有初始值时使用增值操作符（-=,+=等）

         错误提示：unsupported  opperand type(s) for -=:"str"and "int"

   (11)忘记给方法的第一个参数添加self参数

         myMethord（） takes 0 positional arguments  but  1 was given.    

3.使用try....except语句处理异常

   (1）捕获异常 try...except...

看如下示例:

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

运行结果:

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
• 如果没有发生异常，就忽略except语句，try子句执行后结束。
• 如果在执行try子句的过程中发生了异常，那么try子句余下的部分将被忽略。如果异常的类型和except之后的名称相符，那么对应的except子句将被执行。
• 如果一个异常没有与任何的except匹配，那么这个异常将会被传递到上层的try中。

小总结:

• 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

（2）except捕获多个异常

看如下示例:

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

运行结果如下:

想一想:

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？

答:

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

修改后的代码为:

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

运行结果如下:

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

    # errorMsg里会保存捕获到的错误信息
    print(errorMsg)

 

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

(3)获取异常的信息描述

（4）捕获所有异常（except后的名称可以是空白的，表示except语句处理所有的异常。）

（5） 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')

运行结果如下:

（6） try...finally...

             try...finally...语句用来表达这样的情况：

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, try...finally...可以被当做清楚异常使用。不管try语句内是否运行失败，finally语句一定会被运行。try可以和except结合使用也可以和finally一起结合使用，但except和finally不能一起使用。

demo:

import time
try:
    f = file('test.txt')
    while True:
        content = f.readline()
        if len(content) == 0:
            break
        time.sleep(2)
        print(content)
finally:
    f.close()
    print('关闭文件')

说明:

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

4.异常类的实例

每当有一个异常类被输出时，该异常就会创建一个实例，此实例继承了异常类的所有属性。每一个异常类实例都有一个args属性。args 属性是一个元组格式，这个元组格式可能是只包含错误信息的字符串，也可能包含两个以上的元素。异常类的不同，这个元组格式也不同。

说明:

在except语句的右上方上加上一个inst变量，它是一个异常类实例。当IndexError异常发生时，inst实例就会被创建。inst实例的args属性是一个元组，输出该院组的第一个字符串就是IndexError异常的错误信息字符串“list index out of range”.

5.异常的传递

  

    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()

运行结果:

 

总结：

•   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
• 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

6.抛出异常

（1）raise语句

Python使用raise语句抛出一个指定的异常，这个异常必须是一个异常的实例或异常的类。如果用户真相判断是否会跑除以二异常，而不想去处理它，那么使用raise是最佳的选择。

class ShortInputException(Exception):
    '''自定义的异常类'''
    def __init__(self, length, atleast):
        #super().__init__()
        self.length = length
        self.atleast = atleast
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 EOFError:
    print("你输入了一个结束标记EOF")
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.')

运行结果如下:

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

（2）结束解释器的运行

用户可以通过输出SystemExit异常强制结束Python解释器的运行。

使用sys.exit()函数会输出一个SystemExite异常，sys.exit()函数会结束线程。

（3）离开嵌套循环

在一个循环嵌套之内，break语句只能离开最内层的循环，而不能离开嵌套循环，此时就可以使用raise语句离开嵌套循环。

7.自定义异常

用户自定义异常与内置异常并无差别，只是内置异常是定义在exception模块中，当Python解释器启启动时，exception模块就会事先加载。自定义的异常类必须从任何一个Python的内置异常派生而来。

12程序调试

（1）使用assert语句

使用assert语句，可以帮助用户检测程序代码中的错误。

语法：assert <测试码>[,参数]

 测试码是一段返回T入耳或False的程序代码。若测试码返回true，侧继续执行后面的程序代码，若测试码返回false，assert语 句   就会输出一个AssertionError异常。并输出assert语句的[参数]作为错误信息字符串。

     

（2）使用__debug__语句

Python解释器有一个内置变量__debug__,__debug__在正常情况下的值是true,当以最佳模式启动，Python解释器时，__debug__值为false，用户不可以设置__debug__的值，，__debug__可以用来调试程序，下面的语法与assert语句的功能相同。