40、 python异常

目录

1. 处理 ZeroDivisionError 异常

2. 处理 FileNotFoundError 异常

3. 使用异常避免崩溃

4. 失败时一声不吭

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Python使用被称为异常的特殊对象来管理程序执行期间发生的错误。每当发生让Python不知
所措的错误时，它都会创建一个异常对象。如果你编写了处理该异常的代码，程序将继续运行；
如果你未对异常进行处理，程序将停止，并显示一个traceback，其中包含有关异常的报告。
异常是使用try-except代码块处理的。 try-except代码块让Python执行指定的操作，同时告
诉Python发生异常时怎么办。

使用了try-except代码块时，即便出现异常，程序也将继续运行：
显示你编写的友好的错误消息，而不是令用户迷惑的traceback。

1. 处理 ZeroDivisionError 异常
 

使用 try-except 代码块

当你认为可能发生了错误时，可编写一个try-except代码块来处理可能引发的异常。你让
Python尝试运行一些代码，并告诉它如果这些代码引发了指定的异常，该怎么办。
处理ZeroDivisionError异常的try-except代码块类似于下面这样：
 

try:
print(5/0)
except ZeroDivisionError:
print("You can't divide by zero!")

我们将导致错误的代码行print(5/0)放在了一个try代码块中。如果try代码块中的代码运行
起来没有问题， Python将跳过except代码块；如果try代码块中的代码导致了错误， Python将查找
这样的except代码块，并运行其中的代码，即其中指定的错误与引发的错误相同。
在这个示例中， try代码块中的代码引发了ZeroDivisionError异常，因此Python指出了该如
何解决问题的except代码块，并运行其中的代码。这样，用户看到的是一条友好的错误消息，而
不是traceback：
 

如果try-except代码块后面还有其他代码，程序将接着运行，因为已经告诉了Python如何处
理这种错误。下面来看一个捕获错误后程序将继续运行的示例。
 

2. 处理 FileNotFoundError 异常
 

使用文件时，一种常见的问题是找不到文件：你要查找的文件可能在其他地方、文件名可能
不正确或者这个文件根本就不存在。对于所有这些情形，都可使用try-except代码块以直观的方
式进行处理。
我们来尝试读取一个不存在的文件。下面的程序尝试读取文件alice.txt的内容，但我没有将
这个文件存储在alice.py所在的目录中：
 

filename = 'alice.txt'
with open(filename) as f_obj:
contents = f_obj.read()

Python无法读取不存在的文件，因此它引发一个异常：

Traceback (most recent call last):
File "alice.py", line 3, in
with open(filename) as f_obj:
FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: 'alice.txt'
在上述traceback中，最后一行报告了FileNotFoundError异常，这是Python找不到要打开的文
件时创建的异常。在这个示例中，这个错误是函数open()导致的，因此要处理这个错误，必须将
try语句放在包含open()的代码行之前：

filename = 'alice.txt'
try:
with open(filename) as f_obj:
contents = f_obj.read()
except FileNotFoundError:
msg = "Sorry, the file " + filename + " does not exist."
print(msg)

 在这个示例中， try代码块引发FileNotFoundError异常，因此Python找出与该错误匹配的
except代码块，并运行其中的代码。最终的结果是显示一条友好的错误消息，而不是traceback：

Sorry, the file alice.txt does not exist
如果文件不存在，这个程序什么都不做，因此错误处理代码的意义不大。下面来扩展这个示
例，看看在你使用多个文件时，异常处理可提供什么样的帮助。
 

3. 使用异常避免崩溃

 

发生错误时，如果程序还有工作没有完成，妥善地处理错误就尤其重要。这种情况经常会出
现在要求用户提供输入的程序中；如果程序能够妥善地处理无效输入，就能再提示用户提供有效
输入，而不至于崩溃。
下面来创建一个只执行除法运算的简单计算器：
 

print("Give me two numbers, and I'll divide them.")
print("Enter 'q' to quit.")
while True:
1 first_number = input("\nFirst number: ")
if first_number == 'q':
break
2 second_number = input("Second number: ")
if second_number == 'q':
break
3 answer = int(first_number) / int(second_number)
print(answer)

在1处，这个程序提示用户输入一个数字，并将其存储到变量first_number中；如果用户输
入的不是表示退出的q，就再提示用户输入一个数字，并将其存储到变量second_number中（见2）。
接下来，我们计算这两个数字的商（即answer，见3）。这个程序没有采取任何处理错误的措施，
因此让它执行除数为0的除法运算时，它将崩溃：
 

Give me two numbers, and I'll divide them.
Enter 'q' to quit.
First number: 5
Second number: 0
Traceback (most recent call last):
File "division.py", line 9, in 
answer = int(first_number) / int(second_number)
ZeroDivisionError: division by zero

程序崩溃可不好，但让用户看到traceback也不是好主意。不懂技术的用户会被它们搞糊涂，
而且如果用户怀有恶意，他会通过traceback获悉你不希望他知道的信息。例如，他将知道你的程
序文件的名称，还将看到部分不能正确运行的代码。有时候，训练有素的攻击者可根据这些信息
判断出可对你的代码发起什么样的攻击。
 

通过将可能引发错误的代码放在try-except代码块中，可提高这个程序抵御错误的能力。错
误是执行除法运算的代码行导致的，因此我们需要将它放到try-except代码块中。这个示例还包
含一个else代码块；依赖于try代码块成功执行的代码都应放到else代码块中：
 

print("Give me two numbers, and I'll divide them.")
print("Enter 'q' to quit.")
while True:
first_number = input("\nFirst number: ")
if first_number == 'q':
break
second_number = input("Second number: ")
1 try:
answer = int(first_number) / int(second_number)
2 except ZeroDivisionError:
print("You can't divide by 0!")
3 else:
print(answer)

我们让Python尝试执行try代码块中的除法运算（见1），这个代码块只包含可能导致错误的
代码。依赖于try代码块成功执行的代码都放在else代码块中；在这个示例中，如果除法运算成
功，我们就使用else代码块来打印结果（见3）。
except代码块告诉Python，出现ZeroDivisionError异常时该怎么办（见2）。如果try代码块因除零错误而失败，我们就打印一条友好的消息，告诉用户如何避免这种错误。程序将继续运行，
用户根本看不到traceback：
 

Give me two numbers, and I'll divide them.
Enter 'q' to quit.
First number: 5
Second number: 0
You can't divide by 0!
First number: 5
Second number: 2
2.5
First number: q

try-except-else代码块的工作原理大致如下： Python尝试执行try代码块中的代码；只有可
能引发异常的代码才需要放在try语句中。有时候，有一些仅在try代码块成功执行时才需要运行
的代码；这些代码应放在else代码块中。 except代码块告诉Python，如果它尝试运行try代码块中
的代码时引发了指定的异常，该怎么办。
通过预测可能发生错误的代码，可编写健壮的程序，它们即便面临无效数据或缺少资源，也
能继续运行，从而能够抵御无意的用户错误和恶意的攻击
 

4. 失败时一声不吭

在前一个示例中，我们告诉用户有一个文件找不到。但并非每次捕获到异常时都需要告诉用
户，有时候你希望程序在发生异常时一声不吭，就像什么都没有发生一样继续运行。要让程序在
失败时一声不吭，可像通常那样编写try代码块，但在except代码块中明确地告诉Python什么都不
要做。 Python有一个pass语句，可在代码块中使用它来让Python什么都不要做：
 

def count_words(filename):
"""计算一个文件大致包含多少个单词"""
try:
--snip--
except FileNotFoundError:
1 pass
else:
--snip--
filenames = ['alice.txt', 'siddhartha.txt', 'moby_dick.txt', 'little_women.txt']
for filename in filenames:
count_words(filename)

相 比 于 前 一 个 程 序 ， 这 个 程 序 唯 一 不 同 的 地 方 是 Ø 处 的 pass 语 句 。 现 在 ， 出 现
FileNotFoundError异常时，将执行except代码块中的代码，但什么都不会发生。这种错误发生时，
不会出现traceback，也没有任何输出。用户将看到存在的每个文件包含多少个单词，但没有任何
迹象表明有一个文件未找到：
The file alice.txt has about 29461 words.
The file moby_dick.txt has about 215136 words.
The file little_women.txt has about 189079 words

pass语句还充当了占位符，它提醒你在程序的某个地方什么都没有做，并且以后也许要在这
里做些什么。例如，在这个程序中，我们可能决定将找不到的文件的名称写入到文件
missing_files.txt中。用户看不到这个文件，但我们可以读取这个文件，进而处理所有文件找不到
的问题