Python——— 异常机制

 （一）异常

       工作中，程序遇到的情况不可能完美。比如：程序要打开某个文件，这个文件可能不存在或者文件格式不对；程序在运行着，但是内存或硬盘可能满了等等。

       软件程序在运行过程中，非常可能遇到刚刚提到的这些问题，我们称之为异常，英文是： Exception ，意思是例外。遇到这些例外情况，或者叫异常，我们怎么让写的程序做出合理的处理，安全的退出，而不至于程序崩溃呢？我们接下来就要讲解这些问题。

         

异常机制本质 ：

当程序出现异常，程序安全的退出、处理完后继续执行的机制

       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：

        如果我们要拷贝一个文件，在没有异常机制的情况下，我们需要考虑各种异常情况，

这种方式，有两个坏处：①   逻辑代码和错误处理代码放一起！ ②  程序员本身需要考虑的例外情况较复杂，对程序员本身要求较高！

伪代码如下：

如果是在Python中， 用 Python 的异常机制来处理：

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：

   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。

   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

异常解决的关键：定位

       当发生异常时，解释器会报相关的错误信息，并会在控制台打印出相关错误信息。我们只需按照从上到下的顺序即可追溯 （Trackback ）错误发生的过程，最终定位引起错误的那一行代码。

 （二）异常的解决思路

在日常生活中，我们随时随地都有可能会遇到异常，怎么处理呢？

解决异常问题的态度

  学习完异常相关知识点，只是开始对异常有些认识，不意味着你会调试任何异常；

调试异常，需要大量的经验作为基础。因此，大家不要在此停留，继续往后学习。碰到每个异常，

都要花心思去解决而不要动不动张口问人。通过自己的努力无法解决，再去找老师同学帮助解决。

——遇事不决问度娘，百度有着大多数人遇到的错误，你的错误有可能早已被前人解决。

（三）try和except结构

try...一个except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

① 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。

② 执行的时候，如果 try 块中没有引发异常，则跳过 ecept 块继续执行后续代码；

③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。

 代码：

try:
    print("step1")
    a = 3/0
    print("step2")
except BaseException as e:
    print("step3")
    print(e)
print("step4")

 

try...多个except结构 

        从日常工作中考虑，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   Exception1 :

处理 Exception1 的语句块

  except   Exception2 :

处理 Exception2 的语句块

[...]

except   BaseException ：

处理可能遗漏的异常的语句块

实例代码：

try:
    a = input("请输入被除数：")
    b = input("请输入除数：")
    c = float(a)/float(b)
    print(c)

except ZeroDivisionError:
    print("异常：除数不能为0")
except TypeError:
    print("异常：除数和被除数都应该为数值类型")
except BaseException as e:
    print(e)
    print(type(e))

 

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。

示例代码：

try:
    a = input("请输入被除数：")
    b = input("请输入除数：")
    c = float(a)/float(b)
    print(c)

except BaseException as e:
    print(e)
else:     
     print("除的结果是：", c)

try...except...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。

实例代码：

try:
    a = input("请输入被除数：")
    b = input("请输入除数：")
    c = float(a)/float(b)
    print(c)

except BaseException as e:
    print(e)
else:
     print("除的结果是：", c)
finally:
    print("我是finally中的语句，无论发生异常与否，都执行！")

print("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。

实例代码：

def test01():
    print("step1")
    try:
        x = 3/0   # return "a"
    except:
        print("step2")
        print("异常：0不能做除数")#return "b"
    finally:
        print("step4")
  #return "d"
        print("step5")
    return "e"  #一般不要将return语句放到try、except、else、finally块中，会发生一些意想不到的错误。建议放到方法最后。
print(test01())

（四）常见的异常

常见异常的解决

Python 中的异常都派生自 BaseException 类，下面列出常见的一些异常，方便初学者掌握。

 

 SyntaxError ：语法错误

  int a = 3

        ^

SyntaxError : invalid syntax

NameError ：尝试访问一个没有申明的变量 

    print ( a )

NameError : name 'a' is not defined

 

ZeroDivisionError ：除数为0错误（零除错误） 

  a = 3 / 0

ZeroDivisionError : division by zero

 

ValueError ：数值错误 

  float ( "jihui" )

ValueError : could not convert string to float : 'jihui'

TypeError ：类型错误 

    123 + "abc"

TypeError : unsupported operand type ( s ) for + : 'int' and 'str'

KeyError ：字典的关键字不存在 

a = { 'name' : "jihui" , 'age' : 18 }

a [ 'salary' ] KeyError : 'salary'

IndexError ：索引越界异常  

a = [ 4 , 5 , 6 ]

a [ 10 ]

IndexError : list index out of range

常见异常汇总  

 

 

（六）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。

示范代码：

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1-150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("输入一个年龄:"))
    if age<1 or age>150:
        raise AgeError(age)
    else:
        print("正常的年龄：",age)