第十節

• 異常
• • 異常機制本質
  • 異常解決的關鍵：定位
  • try... 一個 except 結構
  • try... 多個 except 結構
  • try...except...else 結 構
  • try...except...finally 結構
  • return 語句和異常處理問題
  • 常見異常的解決
  • 常見異常匯總
  • with 上下文管理
  • trackback 模塊
  • 自定義異常類

異常

在實際工作中，我們遇到的情況不可能是非常完美的。比如：你寫的某個模塊，用戶輸入不一定符合你的要求;你的程序要打開某個文件，這個文件可能不存在或者文件格式不對;你要讀取數據庫的數據，數據可能是空的;我們的程序再運行著，但是內存或硬盤可能滿了等等。
軟件程序在運行過程中，非常可能遇到剛剛提到的這些問題，我們稱之為異常，英文是：Exception，意思是例外。遇到這些例外情況，或者叫異常，我們怎么讓寫的程序做出合理的處理，而不至于程序崩潰呢?我們本章就要講解這些問題。
如果我們要拷貝一個文件，在沒有異常機制的情況下，我們需要考慮各種異常情況，偽代碼如下：
偽代碼使用 if 處理程序中可能出現的各種情況

#將d:/a.txt 拷貝到e:盤 if 'd:/a.txt'這個文件存在：if e盤的空間大于 a.txt 文件長度:if 文件復制一半 IO 流斷掉:停止 copy，輸出：IO 流出問題！else：copyFile("d:/a.txt", "e:/a.txt")else：print(e "e 盤空間不夠存放 a.txt ！" ")else:print(t "a.txt 不存在！" ")

這種方式，有兩個壞處：

邏輯代碼和錯誤處理代碼放一起!

程序員本身需要考慮的例外情況較復雜，對程序員本身要求較高!
那么，我們如何解決應對異常情況呢? python 的異常機制給我們提供了方便的處理方式。如上情況，如果是用 python 的異常機制來處理，示意代碼如下(僅限示意，不能運行)：

#將 d:/a.txt 拷貝到 e:盤 try:copyFile( "d:/a.txt", "e:/a.txt") except:print(" " 文件無法拷貝" ")

異常機制本質

異常指程序運行過程中出現的非正常現象，例如用戶輸入錯誤、除數為零、需要處理的文件不存在、數組下標越界等。
所謂異常處理，就是指程序在出現問題時依然可以正確的執行剩余的程序，而不會因為異常而終止程序執行。
python 中，引進了很多用來描述和處理異常的類，稱為異常類。異常類定義中包含了該類異常的信息和對異常進行處理的方法。下面較為完整的展示了python 中內建異常類的繼承層次：

我們處理一下，遇到的第一個異常：

#測試簡單的 0 不能做除數異常 a = 3/0 D:\softwares\anaconda3\python.exe D:/PycharmProjects/MyTest/Day0723/myerror01.py Traceback (most recent call last):File "D:/PycharmProjects/MyTest/Day0723/myerror01.py", line 30, in <module>a = 3/0 ZeroDivisionError: division by zeroProcess finished with exit code 1

python 中一切都是對象，異常也采用對象的方式來處理。處理過程：

拋出異常：在執行一個方法時，如果發生異常，則這個方法生成代表該異常的一個對象，停止當前執行路徑，并把異常對象提交給解釋器。

捕獲異常：解釋器得到該異常后，尋找相應的代碼來處理該異常。

異常解決的關鍵：定位

當發生異常時，解釋器會報相關的錯誤信息，并會在控制臺打印出相關錯誤信息。我們只需按照從上到下的順序即可追（Trackback）錯誤發生的過程，最終定位引起錯誤的那一行代碼。
【示例】追溯異常發生的過程

#測試簡單的 0 不能做除數異常 # a = 3/0def a():print('run in a() start!')num=1/0print('run in a() end! ') def b():print('run in b() start!')a()print('run in b() end! ') def c():print('run in c() start!')b()print('run in c() end! ') print('step1') c() print('step2') Traceback (most recent call last): step1File "D:/PycharmProjects/MyTest/Day0723/myerror01.py", line 45, in <module> run in c() start!c()File "D:/PycharmProjects/MyTest/Day0723/myerror01.py", line 42, in cb()File "D:/PycharmProjects/MyTest/Day0723/myerror01.py", line 38, in ba()File "D:/PycharmProjects/MyTest/Day0723/myerror01.py", line 34, in anum=1/0 ZeroDivisionError: division by zero run in b() start! run in a() start!Process finished with exit code 1

try… 一個 except 結構

try…except 是最常見的異常處理結構。結構如下：

try:
被監控的可能引發異常的語句塊
except BaseException [as e]:
異常處理語句塊

try 塊包含著可能引發異常的代碼，except 塊則用來捕捉和處理發生的異常。執行的時候，如果 try 塊中沒有引發異常，則跳過 ecept 塊繼續執行后續代碼；執行的時候，如果 try塊中發生了異常，則跳過 try 塊中的后續代碼，跳到相應的 except 塊中處理異常；異常處理完后，繼續執行后續代碼。

try:print('step1')a=3/0print('step2') except BaseException as e:print('step3')print(e)print('step4') step1 step3 division by zero step4Process finished with exit code 0 #測試簡單的0不能做除數異常 try:print('step1')a=3/2print('step2') except BaseException as e:print('step3')print(e)print('step4') step1 step2 step4Process finished with exit code 0

示例：循環輸入數字，如果不是數字則處理異常；直到輸入 88，則結束循環。

while True:try:x= int(input('請輸入一個數字：'))print('您輸入的數字是：',x)if x==88:print('退出程序')breakexcept:print('異常：輸入的不是一個數字') 請輸入一個數字：89 您輸入的數字是： 89 請輸入一個數字：88 您輸入的數字是： 88 退出程序Process finished with exit code 0

try… 多個 except 結構

上面的結構可以捕獲所有的異常，工作中也很常見。但是，從經典理論考慮，一般建議盡量捕獲可能出現的多個異常（按照先子類后父類的順序），并且針對性的寫出異常處理代碼。為了避免遺漏可能出現的異常，可以在最后增加 BaseException。結構如下：
try:
被監控的、可能引發異常的語句塊
except Exception1:
處理 Exception1 的語句塊
except Exception2:
處理 Exception2 的語句塊
…
except BaseException：
處理可能遺漏的異常的語句塊

示例：多個 except 結構

try:a=input('請輸入被除數：')b=input('請輸入除數：')c=float(a)/float(b)print(c)except ZeroDivisionError:print('異常：除數不能為0') except TypeError:print('異常：除數和被除數都應該為數值類型') except NameError:print('異常：變量名不存在') except BaseException as e:print(e)print(type(e)) 請輸入被除數：20 請輸入除數：0 異常：除數不能為0Process finished with exit code 0

try…except…else 結 構

try…except…else 結構增加了“else 塊”。如果 try 塊中沒有拋出異常，則執行 else 塊。如果try 塊中拋出異常，則執行 except 塊，不執行 else 塊。

try:a=input('請輸入被除數：')b=input('請輸入除數：')c=float(a)/float(b) except BaseException as e:print(e) else:print('除的結果是：',c)

沒有發生異常的執行情況（執行完 try 塊后，執行 else）：

請輸入被除數：25 請輸入除數：0 float division by zeroProcess finished with exit code 0 請輸入被除數：50 請輸入除數：2 除的結果是： 25.0Process finished with exit code 0

try…except…finally 結構

try…except…finally 結構中，finally 塊無論是否發生異常都會被執行；通常用來釋放 try 塊中申請的資源。
【示例】try…except…finally 結構簡單測試

try:a=input('請輸入被除數：')b=input('請輸入除數：')c=float(a)/float(b) except BaseException as e:print(e) else:print('除的結果是：',c) finally:print('我是finally中的語句，無論發生異常與否，都執行') print('程序結束！') 請輸入被除數：50 請輸入除數：2 除的結果是： 25.0 我是finally中的語句，無論發生異常與否，都執行 程序結束！Process finished with exit code 0 請輸入被除數：50 請輸入除數：0 float division by zero 我是finally中的語句，無論發生異常與否，都執行 程序結束！Process finished with exit code 0

【示例】讀取文件，finally 中保證關閉文件資源

try:f= open('d:/a.txt',r)content=f.readline()print(content) except BaseException as e:print(e) finally:f.close() #釋放資源。此處也可能會發生異常。若發生異常則程序終止，不會繼續往下執行 print('step4') Traceback (most recent call last): name 'r' is not definedFile "D:/PycharmProjects/MyTest/Day0723/myerror01.py", line 117, in <module>f.close() #釋放資源。此處也可能會發生異常。若發生異常則程序終止，不會繼續往下執行 NameError: name 'f' is not definedProcess finished with exit code 1

return 語句和異常處理問題

由于 return 有兩種作用：結束方法運行、返回值。我們一般不把 return 放到異常處理結構中，而是放到方法最后。
【示例】return 和異常結構的正確處理方式

def test01():print( "step1")try:x = 3/0# return "a"except:print( "step2")print("異常：0 0 不能做除數 ")#return "b"finally:print( "step4")#return "d"print( "step5")return "e" #一般不要將 return 語句放到 try、except、else、finally 塊中，會發生一些意想不到的錯誤。建議放到方法最后。 print(test01()) step1 step2 異常：0 0 不能做除數 step4 step5 eProcess finished with exit code 0

常見異常的解決

Python 中的異常都派生自 BaseException 類，本節我們測試和列出常見的一些異常，方便初學者掌握。

常見異常匯總

with 上下文管理

finally 塊由于是否發生異常都會執行，通常我們放釋放資源的代碼。其實，我們可以通過 with 上下文管理，更方便的實現釋放資源的操作。
with 上下文管理的語法結構如下：
with context_expr [ as var]：
語句塊

with 上下文管理可以自動管理資源，在 with 代碼塊執行完畢后自動還原進入該代碼之前的現場或上下文。不論何種原因跳出 with 塊，不論是否有異常，總能保證資源正常釋放。極大的簡化了工作，在文件操作、網絡通信相關的場合非常常用。

【示例】with 上下文管理文件操作

trackback 模塊

【示例】使用 Traceback 模塊打印異常信息

【示例】使用 traceback 將異常信息寫入日志文件

自定義異常類

程序開發中，有時候我們也需要自己定義異常類。自定義異常類一般都是運行時異常，通常繼承 Exception 或其子類即可。命名一般以 Error、Exception 為后綴。
自定義異常由 raise 語句主動拋出。

【示例】自定義異常類和 raise 語句

#測試自定義異常類class AgeError(Exception): #繼承Exceptiondef __init__(self,errorInfo):Exception.__init__(self)self.errorInfo=errorInfodef __str__(self):return str(self.errorInfo)+'年齡錯誤！應該在1-150之間'######################測試代碼################################ if __name__=='__main__': #如果為ture，則模塊是作為獨立文件運行，可以執行測試代碼age= int(input('輸入一個年齡：'))if age<1 or age>150:raise AgeError(age)else:print('正常的年齡:',age) 輸入一個年齡：300 Traceback (most recent call last):File "D:/PycharmProjects/MyTest/Day0723/myerror01.py", line 149, in <module>raise AgeError(age) __main__.AgeError: 300年齡錯誤！應該在1-150之間Process finished with exit code 1

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【Python基础知识-pycharm版】第十节_异常的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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