python 异常处理

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异常机制本质

异常是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等

所谓异常处理，就是指程序再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的运行

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。

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: 好释器得到该异后，寻相应的代码本处理该异。

try…except…

try:
    a = 3 / 0
except ZeroDivisionError as error:
    print(error) 

# result
# division by zero

try…except…except…

try:
    while True:
        a = int(input("请输入一个数字:"))
        if a == 888:
            break
        b = int(input("请输入一个数字:"))
        if b == 888:
            break
        print("正在计算{0} 除以 {1}".format(a, b))
        calculate = a / b
        print("结果为:{0}".format(calculate))
except ZeroDivisionError:
    print("0 不能做除数！！")
except ValueError:
    print("您输入的不是数字！！！")

"""
result:
请输入一个数字:1
请输入一个数字:0
正在计算1 除以 0
0 不能做除数！！
===========================
请输入一个数字:1
请输入一个数字:abc
您输入的不是数字！！！

"""

try…except…else

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

# coding = utf-8
try:

    a = int(input("请输入一个数字:"))

    b = int(input("请输入一个数字:"))

    print("正在计算{0} 除以 {1}".format(a, b))

    calculate = a / b

except ZeroDivisionError:
    print("0 不能做除数！！")
except ValueError:
    print("您输入的不是数字！！！")
else:
    print("结果为:{0}".format(calculate))

"""
result:
请输入一个数字:1
请输入一个数字:10
正在计算1 除以 10
结果为:0.1
================================
请输入一个数字:2
请输入一个数字:0
正在计算2 除以 0
0 不能做除数！！
"""

try…except…else…finally

try…except…else…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:

    a = int(input("请输入一个数字:"))

    b = int(input("请输入一个数字:"))

    print("正在计算{0} 除以 {1}".format(a, b))

    calculate = a / b

except ZeroDivisionError:
    print("0 不能做除数！！")
except ValueError:
    print("您输入的不是数字！！！")
else:
    print("结果为:{0}".format(calculate))
finally:
    print("程序结束")

"""
result：
请输入一个数字:1
请输入一个数字:0
正在计算1 除以 0
0 不能做除数！！
程序结束
==============================
请输入一个数字:1
请输入一个数字:2
正在计算1 除以 2
结果为:0.5
程序结束
"""

常见异常汇总和说明

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。

异常结构中return的使用方式

def test01():
    print('step1')
    try:
        x = 3 / 0
        # return 'a'
    except:
        print('step2')
        print('异常：0不能作为除数')
        # return 'b'
    finally:
        print('step3')
        # return 'c'

    print('step4')
    return 'd'  # 老师：一般不要把return语句放到try、except、else、finally块中，会发生一些意想不到的错误。建议放到最后。


print(test01())

"""
result:

step1
step2
异常：0不能作为除数
step3
step4
d
Python学习交流群：748989764
"""

return不在最后，所以执行到return本来程序执行要终止，但是还是会把finally块的代码执行完，之后就不执行了。
异常结构中return的使用方式

def test01():
    print('step1')
    try:
        x = 3 / 0
        # return 'a'
    except:
        print('step2')
        print('异常：0不能作为除数')
        return 'b'
    finally:
        print('step3')
        # return 'c'

    print('step4')
    # return 'd'  # 一般不要把return语句放到try、except、else、finally块中，会发生一些意想不到的错误。建议放到最后。


print(test01())

"""
result:
step1
step2
异常：0不能作为除数
step3
b
"""

常见异常汇总

异常名称	说明
ArithmeticError	所有数值计算错误的基类
AssertionError	断言语句失败
AttributeError	对象没有这个属性
BaseException	所有异常的基类
DeprecationWarning	关于被弃用的特征的警告
EnvironmentError	操作系统错误的基类EOFError
Exception	常规错误的基类
FloatPointError	浮点计算错误
FutureWarning	关于构造语义将来会有改变的警告
GeneratorExit	生成器（generator）发生异常，通知退出
ImportError	导入模块/对象失败
IndentationError	缩进错误
IndexError	序列中没有此索引
IOError	输入/输出操作失败
KeyboardInterrupt	用户中断执行（通常是输入^C）
KeyError	映射中没有这个键
LookupError	无效查询的基类
MemoryError	内存溢出错误（对Python解释器来说不是致命的）
NameError	未声明/初始化对象（没有属性）
NotImplementedError	尚未实现的方法
OSError	操作系统错误
OverflowError	数值运算超出最大限制
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
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
RuntimeWarning	可以的运行时行为（Runtime Behavior）的警告
StandardError	所有内建标准异常的基类
StopIteration	迭代器没有更多的值
SyntaxError	Python语法错误
SyntaxWarning	可以的语法的警告
SystemError	一般的解释器系统错误
SystemExit	解释器请求退出
TabError	Tab和空格键混用
TypeError	对类型无效的操作
UnboundLocalError	访问未初始化的本地变量
UnicodeDecodeError	Unicode编码时的错误
UnicodeError	Unicode相关的错误
UnicodeTranslateError	Unicode转换时的错误
UserWarning	用户代码生成的警告
ValueError	传入无效的参数
Warning	对象没有这个属性AttributeError
WindowsError	系统调用失败
ZeroDivisionError	除（或取模）零（所有数据类型）

with…as语句

with通过__enter__方法初始化，然后在__exit__中做善后以及处理异常。其中__enter__()方法在语句体（with语句包裹起来的代码块）执行之前进入运行，exit()方法在语句体执行完毕退出后运行。

with 语句适用于对资源进行访问的场合，确保不管使用过程中是否发生异常都会执行必要的“清理”操作，释放资源，比如文件使用后自动关闭、线程中锁的自动获取和释放等。

With语句的基本语法格式:

with expression [as target]:
	with-block 
    
expression：是一个需要执行的表达式；
target：是一个变量或者元组，存储的是expression表达式执行返回的结果，可选参数。

with语句原理

上下文管理协议（Context Management Protocol）：包含方法 enter()和__exit__()，支持该协议的对象要实现这两个方法。

上下文管理器（Context Manager）：支持上下文管理协议的对象，这种对象实现了__enter__()和__exit__()方法。上下文管理器定义执行with语句时要建立的运行时上下文，负责执行with语句块上下文中的进入与退出操作。通常使用with语句调用上下文管理器，也可以通过直接调用其方法来使用。

例：执行过程:

with EXPR as VAR:
    BLOCK

1. 执行EXPR，生成上下文管理器context_manager；
2. 获取上下文管理器的__exit()__方法，并保存起来用于之后的调用；
3. 调用上下文管理器的__enter__()方法；如果使用了as子句，则将__enter__()方法的返回值赋值给as子句中的VAR；
4. 执行BLOCK中的表达式；
5. 不管是否执行过程中是否发生了异常，执行上下文管理器的__exit__()方法，exit()方法负责执行“清理”工作，如释放资源等。如果执行过程中没有出现异常，或者语句体中执行了语句break/continue/return，则以None作为参数调用__exit__(None,
   None,
   None)；如果执行过程中出现异常，则使用sys.exc_info得到的异常信息为参数调用__exit__(exc_type,
   exc_value, exc_traceback)；
6. 出现异常时，如果__exit__(type, value,
   traceback)返回False，则会重新抛出异常，让with之外的语句逻辑来处理异常，这也是通用做法；如果返回True，则忽略异常，不再对异常进行处理。

trackback 模块

程序很多时候是服务器在运行，不会时时刻刻有人在电脑前看着，应用Trackback模块将错误信息写入日志文件中，可以便于运维人员定期去翻阅异常记录文件查错。

*【例】使用 Traceback 模块打印异常信息 *

import traceback
import Python学习交流群：748989764
try:
    print('step1')
    num = 1 / 0
except:
    # open()的'a'模式（可以联系append方法去理解和记忆），打开一个文件用于追加。如果该文件已
    with open(r"traceback.txt", 'a') as f:
        # 存在，文件指针将会放在文件的结尾，也就是说新的内容会被写入到已有内容之后；如果该文件不存在，创建新文件进行写入。
        traceback.print_exc(file=f)

raise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，一般自定义异常需要重写__str__方法：

class AgeError(Exception):

    def __init__(self, errorinfo):
        super().__init__(self)
        self.errorinfo = errorinfo

    def __str__(self):
        return str(self.errorinfo) + "这个年龄超出范围，"+ "年龄应该在1到150之间"


if __name__ == "__main__":
    age = int(input("输入一个年龄："))
    if age > 1 and age < 150:
        print("年龄是：{0}".format(age))
    else:
        raise AgeError(age)

"""
result:
Python学习交流群：748989764
输入一个年龄：19
年龄是：19
=============================

Traceback (most recent call last):
  File "c:\Users\chenh\OneDrive\Data Learn\Python 基础\课堂笔记\09\try.py", line 16, in 
    raise AgeError(age)
AgeError: 200这个年龄超出范围，年龄应该在1到150之间

"""