Python 斷言和異常

Python斷言

斷言是一種理智檢查，當(dāng)程序的測試完成，可以將其打開或關(guān)閉。斷言的最簡單方法就是把它比作raise-if語句(或更加準(zhǔn)確，raise-if-not聲明)。一個表達(dá)式進(jìn)行測試，如果結(jié)果出現(xiàn)false，將引發(fā)異常。程序中常常放置斷言來檢查輸入的有效與否，或在一個函數(shù)調(diào)用后檢查有效的輸出，其為assert關(guān)鍵字構(gòu)成的語句。
assert語句
但它遇到一個斷言語句，Python評估計算之后的表達(dá)式，希望是true。如果是表達(dá)式為false，Python觸發(fā)AssertionError異常，其語法是：

assert Expression[, Arguments]

如果斷言失敗，Python使用ArgumentExpression作為AssetionError異常的參數(shù)，AssertionError可以被捕獲，并用try-except語句處理，類似其他異常。但是如果沒有處理它們，將終止改成程序并產(chǎn)生一個回溯。如下實例：

def kelvin_to_fahrenheit(temperature):
    assert temperature >= 0, "Colder than absolute zero!"
    return ((temperature-273)*1.8)+32


print(kelvin_to_fahrenheit(273))
print(kelvin_to_fahrenheit(505.78))
print(kelvin_to_fahrenheit(-5))

運(yùn)行輸出結(jié)果為：

32.0
451.00399999999996
Traceback (most recent call last):
  File "D:/PythonCode/basic knowledge/exceptions.py", line 8, in <module>
    print(kelvin_to_fahrenheit(-5))
  File "D:/PythonCode/basic knowledge/exceptions.py", line 2, in kelvin_to_fahrenheit
    assert temperature >= 0, "Colder than absolute zero!"
AssertionError: Colder than absolute zero!

Python 異常處理

Python提供的標(biāo)準(zhǔn)異常如下列表：

異常名稱	描述
Exception	所有異常的基類
StopIteration	當(dāng)一個迭代器的next()方法不能指向任何對象時引發(fā)
SystemExit	由sys.exit()函數(shù)引發(fā)
StandardError	除了StopIteration異常和SystemExit，所有內(nèi)置異常的基類
ArithmeticError	數(shù)值計算所發(fā)生的所有異常的基類
OverflowError	當(dāng)數(shù)字類型計算超過最高限額引發(fā)
FloatingPointError	當(dāng)一個浮點(diǎn)運(yùn)算失敗時觸發(fā)
ZeroDivisonError	當(dāng)除運(yùn)算或模零在所有數(shù)值類型運(yùn)算時引發(fā)
AssertionError	斷言語句失敗的情況下引發(fā)
AttributeError	屬性引用或賦值失敗的情況下引發(fā)
EOFError	當(dāng)從 raw_input() 與 input() 函數(shù)輸入，到達(dá)文件末尾時觸發(fā)
ImportError	當(dāng)一個 import 語句失敗時觸發(fā)
KeyboardInterrupt	當(dāng)用戶中斷程序執(zhí)行，通常是通過按 Ctrl+c 引發(fā)
LookupError	所有查找錯誤基類
IndexError、KeyError	當(dāng)在一個序列中沒有找到一個索引時引發(fā)；當(dāng)指定的鍵沒有在字典中找到引發(fā)
NameError	當(dāng)在局部或全局命名空間中找不到的標(biāo)識引發(fā)
UnboundLocalError	試圖訪問在函數(shù)或方法的局部變量時引發(fā)，但沒有值分配給它
EnvironmentError	Python環(huán)境之外發(fā)生的所有異常的基類。
IOError	當(dāng)一個輸入/輸出操作失敗，如打印語句或 open()函數(shù)試圖打開不存在的文件時引發(fā)；操作系統(tǒng)相關(guān)的錯誤時引發(fā)
SyntaxError、IndentationError	當(dāng)在Python語法錯誤引發(fā)；沒有正確指定縮進(jìn)引發(fā)
SystemError、SystemExit	當(dāng)解釋器發(fā)現(xiàn)一個內(nèi)部問題，但遇到此錯誤時，Python解釋器不退出引發(fā)；當(dāng)Python解釋器不使用sys.exit()函數(shù)引發(fā)。如果代碼沒有被處理，解釋器會退出
ValueError	在內(nèi)置函數(shù)對于數(shù)據(jù)類型，參數(shù)的有效類型時引發(fā)，但是參數(shù)指定了無效值
RuntimeError	當(dāng)生成的錯誤不屬于任何類別時引發(fā)
NotImplementedError	當(dāng)要在繼承的類來實現(xiàn)，抽象方法實際上沒有實現(xiàn)時引發(fā)此異常

什么是異常
異常是一個事件，在程序的執(zhí)行過程中擾亂程序的正常流程。一般來說，當(dāng)Python程序遇到某種情況，它無法應(yīng)付則會引發(fā)一個異常。

異常處理
我們可以使用try/except語句來捕捉異常，try/except語句用來檢測try語句塊中的異常，從而讓except語句捕獲異常信息并處理。如果我們不想在異常發(fā)生時程序結(jié)束，只需要在except里捕獲它，其語法格式如下：

try:
    <statement>
except <name>:    
    <statement>
except <name>, <data>:
    <statement>
else:
    <statement>

try的工作原理，當(dāng)開始一個try語句后，Python就在當(dāng)前程序的上下文中做標(biāo)記，這樣當(dāng)異常出現(xiàn)時，就可以回到這里，try子句先執(zhí)行，接下來會發(fā)生什么依賴于執(zhí)行時是否出現(xiàn)異常。

如果try后的語句執(zhí)行時發(fā)生異常，Python就跳回到try并執(zhí)行第一個匹配該異常的except子句，異常處理完畢，控制流就通過整個try語句(除非在處理異常時又引發(fā)新的異常)；
如果try后的語句里發(fā)生了異常，卻沒有匹配的except子句，異常將被遞交到上層的try，或者到程序的最上層(這樣將結(jié)束程序，并打印缺省的出錯信息)；
如果try子句執(zhí)行時沒有發(fā)生異常，Python將執(zhí)行else語句后的語句(如果有else的話)，然后控制流通過整個try語句；

以下實例，打開文件，在該文件中寫入內(nèi)容，并未發(fā)生異常：

try:
    fh = open("testfile.txt", "w", encoding="utf-8")
    fh.write("這是一個測試文件，用于測試異常！")
except IOError:
    print("Error：沒有找到文件或讀取文件失敗！")
else:
    print("內(nèi)容寫入文件成功！")
    fh.close()

運(yùn)行輸出結(jié)果為：

內(nèi)容寫入文件成功！
# 查看文件內(nèi)容
這是一個測試文件，用于測試異常！

以下實例，打開文件，在該文件中寫入內(nèi)容，但文件沒有寫入權(quán)限，發(fā)生了異常(Linux環(huán)境下)：

try:
    fh = open("testfile", "w")
    fh.write("這是一個測試文件，用于測試異常!!")
except IOError:
    print("Error: 沒有找到文件或讀取文件失敗")
else:
    print("內(nèi)容寫入文件成功")
    fh.close()

在執(zhí)行代碼前為了測試方便，我們可以先去掉testfile.txt文件的寫權(quán)限，命令如下：

chmod -w testfile.txt

在運(yùn)行上面代碼輸出結(jié)果為：

Error: 沒有找到文件或讀取文件失敗

使用except而不帶任何異常類型
我們可以不帶任何異常類型使用except，語法如下：

try
    正常的操作
    .................
except:
    發(fā)生異常，執(zhí)行這部分代碼
    .................
else:
    如果沒有異常執(zhí)行這部分代碼

以上方式try-except語句捕獲所有發(fā)生的異常，但是這不是一個好的方式，我們無法通過該程序識別出具體的異常信息，因為它捕獲所有的異常。

使用except而帶多種異常類型
我們可以使用相同的except語句來處理多個異常信息，如下所示：

try:
    正常的操作
   ......................
except(Exception1[, Exception2[,...ExceptionN]]]):
   發(fā)生以上多個異常中的一個，執(zhí)行這塊代碼
   ......................
else:
    如果沒有異常執(zhí)行這塊代碼

try-finally語句
try-finally語句無論是否發(fā)生異常都將執(zhí)行finally后的代碼：

try:
<語句>
finally:
<語句>    #退出try時總會執(zhí)行
raise

如下實例：

try:
    fh = open("testfile", "w")
    fh.write("這是一個測試文件，用于測試異常!!")
finally:
    print("Error: 沒有找到文件或讀取文件失敗")

如果打開的文件沒有可寫權(quán)限，輸出結(jié)果如下：

Error: 沒有找到文件或讀取文件失敗

上面實例，也可以寫成如下的方式：

try:
    fh = open("testfile", "w")
    try:
        fh.write("這是一個測試文件，用于測試異常!!")
    finally:
        print("關(guān)閉文件")
        fh.close()
except IOError:
    print("Error: 沒有找到文件或讀取文件失敗")

當(dāng)在try塊中拋出一個異常，立即執(zhí)行finally代碼塊。finally塊中的所有語句執(zhí)行后，異常被再次觸發(fā)，并執(zhí)行except代碼塊。

異常的參數(shù)
一個異常可以帶上參數(shù)，可以作為輸出的異常信息參數(shù)，我們可以通過except語句來捕獲異常的參數(shù)，如下所示：

try:
    正常的操作
   ......................
except ExceptionType, Argument:
    你可以在這輸出 Argument 的值...

變量接受的異常值通常包含在異常的語句中。在元組的表單中變量可以接收一個或多個值。元組通常包含錯誤字符串，錯誤數(shù)字，錯誤位置。
以下為單個異常的實例：

def temp_convert(var):
    try:
        return int(var)
    except ValueError as argument:        #Python3
        print("參數(shù)沒有包含數(shù)字
", argument)


temp_convert("abc")

運(yùn)行輸出結(jié)果為：

參數(shù)沒有包含數(shù)字
invalid literal for int() with base 10: 'abc'

觸發(fā)異常
我們可以使用raise語句自己觸發(fā)異常，其語法格式如下：

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

語句中Exception是異常的類型(例如：NameError)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)異常中任一種，args是自己提供的異常參數(shù)。最后一個參數(shù)是可選的(實際中很少用)，如果存在，是跟蹤異常對象。

實例：一個異常可以是字符串，類或?qū)ο蟆ython提供的內(nèi)置異常，大多數(shù)都是實例化的類，這是一個類的的實例的參數(shù)，異常的定義非常簡單，如下所示：

def function_name(level):
    if level < 1:
        raise Exception("Invalid level!", level)
        # 觸發(fā)異常，后面的代碼就不會再執(zhí)行

注意：為了能夠捕獲異常，except語句必須用相同的異常來拋出類對象或字符串，例如：我們捕獲上面異常，except語句如下所示：

try:
    正常邏輯
except Exception as err:
    觸發(fā)自定義異常    
else:
    其余代碼

如下實例：

def function_name(level):
    if level < 1:
        raise Exception("Invalid level!", level)
        # 觸發(fā)異常，后面的代碼就不會再執(zhí)行


try:
    function_name(0)
except Exception as err:
    print(1, err)
else:
    print(2)

運(yùn)行輸出結(jié)果為：

1 ('Invalid level!', 0)

用戶自定義異常
通過創(chuàng)建一個新的異常類，程序可以命名它們自己的異常。異常應(yīng)該是典型的繼承自Exception類，通過直接或間接的方式。以下為與RuntimeError相關(guān)的實例，實例中創(chuàng)建了一個類，基類為RuntimeError，用于在異常觸發(fā)時輸出更多的信息，在try語句塊中，用戶自定義的異常后執(zhí)行except塊語句，變量e用于創(chuàng)建NetworkError類的實例：

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

在定義以上類后，我們可以觸發(fā)該異常，如下所示：

try:
    raise NetworkError("Bad hostname")
except NetworkError as e:
    print(e.args)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Python 断言和异常的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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