Python 极简教程（二十三） - 异常处理

异常，什么是异常呢？

有没有见过在浏览网页出现 500 错误？！

500错误

图片来自百度，侵删！

如果没见过，那肯定在学习 Python 过程中见过如下情景：

异常

不管是浏览网页时出现的 500 错误，还是在写代码过程中的 “报红”，这些都是代码在运行过程中出现了异常。

这些错误如果不处理会出现什么样的情况呢？当前运行的代码会中断。

print('start')
print(name)   # 注意，这里的 name 没有引号
print('end')

上图中的 name 没有打引号，会被 Python 认为是一个变量，而如果这个变量没有定义，那么会出现下面的错误：

错误

我们可以看到 start成功的打印了出来，但是 end却没有，这是因为 第二句print(name)抛出了异常。

那么会有什么影响呢？假如，我们是在操作文件或数据库的过程中出现了异常：

# 伪代码，只是为了说明操作文件和数据库的过程
# 操作文件过程
f = open('nemo.txt') # 打开文件
f.read()   # 读取文件内容
f.close()  # 关闭文件

# 操作数据库过程
db = connect()  # 连接数据库
db.options  # 数据库操作过程
db.close()  # 断开数连接

如果在这样的处理过程中，操作文件的过程或者操作数据库的过程中报错了，会导致后续的文件关闭和数据库连接无法正常断开。这就会造成内存驻留和数据库的连接被占用。

通常，为了保证关闭操作能够正常进行，我们都需要处理操作过程中可能出现的异常。当然还有很多其他的用处！

在 Python 中，处理异常的语句为try...except...finally(else)...。

具体语法如下：

try:
  可能出现异常的语句块

except 错误类型:
  如果出现错误后，执行的代码

else:
  没有出现错误，执行这里的代码

finally:
  不管有没有出现错误，这里的代码都会执行

举例来说。假设我们现在想写一个函数，用来进行出发运算，但是除数不能为0，为0就会报一个异常ZeroDivisionError，当用户不小心把被除数数为0，我们不能直接给用户一个异常扔脸上吧！所以我们至少要处理一下异常，并告诉用户你输错了。

def division(a, b):
  '''a 为被除数，b 为除数'''
  try:
    return a/b
  except ZeroDivisionError:
    print('除数不能为 0 ！')

>>> division(10,2)
5.0
>>> division(5,0)
除数不能为 0 ！

但是用户除了可能会乱输 0 以外，还可能输一些命名其妙的符号。

>>> division(10,'$@]')
...异常堆栈信息省略
TypeError: unsupported operand type(s) for /: 'int' and 'str'

咦，不是做了异常处理么？咋还要报错呢？

这回错误不一样了，是TypeError。

回头看看我们写的函数，我们只处理了ZeroDivisionError这种异常，而对于非数字类型的错误没有处理。那要处理怎么办呢？

针对上面报的TypeError ，再加一个 except 处理：

def division(a, b):
  '''a 为除数，b 为被除数'''
  try:
    return a/b
  except ZeroDivisionError:
    print('被除数不能为 0 ！')
  except TypeError:
    print('除法只支持数值类型！')

>>> division(10,'$@]')
除法只支持数值类型！

好了，这种异常也处理了。可能有人会问，有没有能一次性处理所有异常的方式呢？

当然有，就是使用所有异常类型（每种异常类型是 Python 中的一个异常类）的父类Exception。

def division(a, b):
  '''a 为被除数，b 为除数'''
  try:
    return a/b
  except Exception:
    print('你的输入有误！')

>>> division(10,'$@]')
你的输入有误！
>>> division(5,0)
你的输入有误！

我们会发现，虽然这种方式能处理所有异常，但是没有办法针对不同的情况给予用户合适的提示。所以根据情况选用！

接下来，我们说一下finally和else子句。

先说 else，我们改造一下除法函数，当输入正确的情况下，我们告诉用户除法的结果。

def division(a, b):
  '''a 为被除数，b 为除数'''
  try:
    r = a/b
  except ZeroDivisionError:
    print('除数不能为 0 ！')
  except TypeError:
    print('除法只支持数值类型！')
  else:
    print(f'{a} 除以 {b} 的结果是 {r}')

>>> division(10,'$@]')
除法只支持数值类型！
>>> division(10, 2)
10 除以 2 的结果是 5.0

在某些情况下，可以使用 try...except...else...代替if...else...来使用。

最后就是 finally 子句了，finally 是无论如何都会执行的。我们看下面的例子

a = input('请输入一个数：')
try:
    a = int(a)
    b = 100 / a
except ValueError:
    print('请输入整数！')
print('end')

当某种异常没有被捕获到的时候，我们发现后面的 print('end')并没有执行。如果我们想无论如何都执行 print('end')，就可以使用 finally。

a = input('请输入一个数：')
try:
    a = int(a)
    b = 100 / a
except ValueError:
    print('请输入整数！')
finally:
    print('end')

请输入一个数：0
end
...异常堆栈省略
ZeroDivisionError: division by zero

我们可以看到 end 也会打印出来，异常也会抛出来。

那么对于文件操作就可以将 close() 关闭语句放在 finally 中，以保证无论什么情况下文件都能被正常关闭。

f = open('nemo.txt')
try:
  f.read()
except Exception as e:  # as e，把异常提示保存在 e 变量中
  print(e)  # 打印异常的提示，如 ''ZeroDivisionError: division by zero''
finally:
  f.close()  # 放在 finally 语句中，无论操作过程报什么错，都会正常关闭文件