Python - 异常处理

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Python中的异常处理

Python 中的异常处理是指管理程序执行过程中可能发生的运行时错误。在 Python 中，当程序执行过程中出现错误或意外情况时，例如除以零、尝试访问不存在的文件或尝试对不兼容的数据类型执行操作，就会引发异常。

Python 提供了两个非常重要的功能来处理 Python 程序中任何意外错误并在其中添加调试功能：

• 异常处理 - 本教程将对此进行介绍。以下是 Python 中提供的标准异常列表：标准异常。

• 断言 - 这将在Python 中的断言 教程中介绍。

Python 中的断言

断言是一种健全性检查，您可以在完成程序测试后将其打开或关闭。

最简单的理解断言的方法是将其比作raise-if语句（更准确地说，是raise-if-not语句）。测试一个表达式，如果结果为假，则引发异常。

断言由assert语句执行，assert是Python中最新引入的关键字，在1.5版本中引入。

程序员经常在函数开头放置断言以检查有效输入，并在函数调用后检查有效输出。

assert 语句

当遇到assert语句时，Python会评估随附的表达式，该表达式应该为真。如果表达式为假，Python会引发AssertionError异常。

assert的语法为：

assert Expression[, Arguments]

如果断言失败，Python 将使用 ArgumentExpression 作为 AssertionError 的参数。可以使用 try-except 语句捕获和处理 AssertionError 异常，但如果未处理，它们将终止程序并产生回溯。

示例

这是一个将温度从开尔文度转换为华氏度的函数。由于零开尔文度是最低温度，因此如果看到负温度，则函数将退出：

def KelvinToFahrenheit(Temperature):
   assert (Temperature >= 0),"Colder than absolute zero!"
   return ((Temperature-273)*1.8)+32
print (KelvinToFahrenheit(273))
print (int(KelvinToFahrenheit(505.78)))
print (KelvinToFahrenheit(-5))

执行上述代码时，将产生以下结果：

32.0
451
Traceback (most recent call last):
File "test.py", line 9, in <module>
print (KelvinToFahrenheit(-5))
File "test.py", line 4, in KelvinToFahrenheit
assert (Temperature >= 0),"Colder than absolute zero!"
AssertionError: Colder than absolute zero!

什么是异常？

异常是在程序执行期间发生并中断程序指令正常流程的事件。一般来说，当 Python 脚本遇到无法处理的情况时，它会引发异常。异常是一个表示错误的 Python 对象。

当 Python 脚本引发异常时，它必须立即处理该异常，否则它将终止并退出。

Python 中的异常处理

如果你的代码中有一些可能引发异常的可疑部分，你可以通过将这些可疑代码放在一个try: 块中来保护你的程序。在try: 块之后，包含一个except: 语句，后面跟着一段代码，这段代码尽可能优雅地处理问题。

• try: 块包含可能引发异常的语句。

• 如果发生异常，程序跳转到except: 块。

• 如果try: 块中没有异常，则跳过except: 块。

语法

这是try...except...else 块的简单语法：

try:
   You do your operations here
   ......................
except ExceptionI:
   If there is ExceptionI, then execute this block.
except ExceptionII:
   If there is ExceptionII, then execute this block.
   ......................
else:
   If there is no exception then execute this block.

关于上述语法，以下是一些重要点：

• 单个try语句可以有多个except语句。当try块包含可能抛出不同类型异常的语句时，这很有用。

• 你也可以提供一个泛型except子句，它处理任何异常。

• 在except子句之后，你可以包含一个else子句。如果try: 块中的代码没有引发异常，则执行else块中的代码。

• else块是放置不需要try: 块保护的代码的好地方。

示例

此示例打开一个文件，在文件中写入内容，并优雅地退出，因为根本没有问题。

try:
   fh = open("testfile", "w")
   fh.write("This is my test file for exception handling!!")
except IOError:
   print ("Error: can\'t find file or read data")
else:
   print ("Written content in the file successfully")
   fh.close()

它将产生以下输出：

Written content in the file successfully

但是，将open()函数中的mode参数更改为“w”。如果testfile不存在，程序会在except块中遇到IOError，并打印以下错误消息：

Error: can't find file or read data

示例

此示例尝试打开一个你没有写入权限的文件，因此它会引发异常：

try:
   fh = open("testfile", "r")
   fh.write("This is my test file for exception handling!!")
except IOError:
   print ("Error: can\'t find file or read data")
else:
   print ("Written content in the file successfully")

这将产生以下结果：

Error: can't find file or read data

except 子句，无异常

你也可以使用没有定义异常的except语句，如下所示：

try:
   You do your operations here;
   ......................
except:
   If there is any exception, then execute this block.
   ......................
else:
   If there is no exception then execute this block. 

这种try-except语句捕获所有发生的异常。但是，使用这种try-except语句不被认为是良好的编程实践，因为它捕获所有异常，但不会让程序员识别可能发生的问题的根本原因。

except 子句，多个异常

你也可以使用相同的except语句来处理多个异常，如下所示：

try:
   You do your operations here;
   ......................
except(Exception1[, Exception2[,...ExceptionN]]]):
   If there is any exception from the given exception list, 
   then execute this block.
   ......................
else:
   If there is no exception then execute this block. 

try-finally 子句

你可以将finally: 块与try: 块一起使用。finally块是放置必须执行的任何代码的地方，无论try块是否引发异常。try-finally语句的语法如下：

try:
   You do your operations here;
   ......................
   Due to any exception, this may be skipped.
finally:
   This would always be executed.
   ......................

你不能与finally子句一起使用else子句。

示例

try:
   fh = open("testfile", "w")
   fh.write("This is my test file for exception handling!!")
finally:
   print ("Error: can\'t find file or read data")

如果你没有权限以写入模式打开文件，则会产生以下结果：

Error: can't find file or read data

同一个例子可以更简洁地写成如下：

try:
   fh = open("testfile", "w")
   try:
      fh.write("This is my test file for exception handling!!")
   finally:
      print ("Going to close the file")
      fh.close()
except IOError:
   print ("Error: can\'t find file or read data")

当try块中抛出异常时，执行立即传递到finally块。在执行finally块中的所有语句之后，异常将再次被抛出，如果在try-except语句的下一较高层中存在，则在except语句中进行处理。

异常的参数

异常可以有一个参数，它是一个提供有关问题更多信息的 value。参数的内容因异常而异。你可以通过在except子句中提供一个变量来捕获异常的参数，如下所示：

try:
   You do your operations here;
   ......................
except ExceptionType, Argument:
   You can print value of Argument here...

如果你编写代码来处理单个异常，你可以在except语句中在异常名称后添加一个变量。如果你正在捕获多个异常，你可以在异常元组后添加一个变量。

此变量接收异常的值，该值主要包含异常的原因。变量可以接收单个值或元组形式的多个值。此元组通常包含错误字符串、错误号和错误位置。

示例

以下是单个异常的示例：

# Define a function here.
def temp_convert(var):
   try:
      return int(var)
   except ValueError as Argument:
      print ("The argument does not contain numbers\n", Argument)

# Call above function here.
temp_convert("xyz")

这将产生以下结果：

The argument does not contain numbers
invalid literal for int() with base 10: 'xyz'

引发异常

你可以通过使用raise语句以几种方式引发异常。raise语句的一般语法如下所示。

语法

raise [Exception [, args [, traceback]]]

这里，Exception是异常的类型（例如，NameError），argument是异常参数的值。参数是可选的；如果未提供，则异常参数为None。

最终参数，回溯，也是可选的（在实践中很少使用），如果存在，则是用于异常的回溯对象。

示例

异常可以是字符串、类或对象。Python核心引发的多数异常都是类，其参数是该类的实例。定义新异常非常容易，可以按如下方式完成：

def functionName( level ):
   if level < 1:
      raise "Invalid level!", level
      # The code below to this would not be executed
      # if we raise the exception

注意：为了捕获异常，“except”子句必须引用抛出的相同异常，无论是类对象还是简单的字符串。例如，要捕获上述异常，我们必须按如下方式编写except子句：

try:
   Business Logic here...
except "Invalid level!":
   Exception handling here...
else:
   Rest of the code here...

用户自定义异常

Python还允许你通过从标准内置异常派生类来创建你自己的异常。

这是一个与RuntimeError相关的示例。这里，创建了一个从RuntimeError派生的类。当需要在捕获异常时显示更具体的 信息时，这很有用。

在try块中，引发用户定义的异常并在except块中捕获。变量e用于创建类Networkerror的实例。

class Networkerror(RuntimeError):
   def __init__(self, arg):
      self.args = arg

因此，一旦你定义了上述类，你就可以按如下方式引发异常：

try:
   raise Networkerror("Bad hostname")
except Networkerror,e:
   print (e.args)

标准异常

以下是Python中提供的标准异常列表：