异常

---

文章目录

• • 异常
• 导引问题
• 一、异常机制本质
• 二、异常解决
• • 1.异常解决的关键：定位
  • 2. try... 一个 except 结构
  • 3.try... 多个 except 结构
  • 4.try...except...else 结 构
  • 5.try...except...finally 结构
  • 6.return 语句和异常处理问题
• 三、常见异常解决
• 四、常见异常汇总
• 五、一些语句的使用
• • 1.with上下文管理
  • 2.trackback 模块
  • 3.自定义异常类

---

导引问题

在实际工作中，我们遇到的情况不可能是非常完美的。比如：你写的某个模块，用户输入不一定符合你的要求;你的程序要打开某个文件，这个文件可能不存在或者文件格式不对;你要读取数据库的数据，数据可能是空的;我们的程序再运行着，但是内存或硬盘可能满了等等。
软件程序在运行过程中，非常可能遇到刚刚提到的这些问题，我们称之为异常，英文是：Exception，意思是例外。遇到这些例外情况，或者叫异常，我们怎么让写的程序做出合理的处理，而不至于程序崩溃呢?我们本章就要讲解这些问题。
如果我们要拷贝一个文件，在没有异常机制的情况下，我们需要考虑各种
异常情况，伪代码如下：

#将 d:/a.txt 拷贝到 e:盘
 if  "d:/a.txt"这个文件存在:
 	if e 盘的空间大于 a.txt 文件长度:
		 if 文件复制一半 IO 流断掉:
			停止 copy，输出：IO 流出问题！
		 else:
			copyFile( "d:/a.txt", "e:/a.txt")
	else:
		 print( "e  盘空间不够存放  a.txt ！")
else:
	print( "a.txt  不存在！")

这种方式，有两个坏处：
1）逻辑代码和错误处理代码放一起!
2）程序员本身需要考虑的例外情况较复杂，对程序员本身要求较高!
那么，我们如何解决应对异常情况呢? python 的异常机制给我们提供了方便的处理方式。如上情况，如果是用 python 的异常机制来处理，示意代码如下(仅限示意，不能运行)：

#将 d:/a.txt 拷贝到 e:盘
 try:
copyFile( "d:/a.txt", "e:/a.txt")
 except:
print(" 文件无法拷贝")

---

一、异常机制本质

异常指程序运行过程中出现的非正常现象，例如用户输入错误、除数为零、需要处理的文件不存在、数组下标越界等。
所谓异常处理，就是指程序在出现问题时依然可以正确的执行剩余的程序，而不会因为异常而终止程序执行。
python 中，引进了很多用来描述和处理异常的类，称为异常类。异常类定义中包含了该类异常的信息和对异常进行处理的方法。下面较为完整的展示了python 中内建异常类的继承层次：

python 中一切都是对象，异常也采用对象的方式来处理。处理过程：

1. 抛出异常：在执行一个方法时，如果发生异常，则这个方法生成代表该异常的一个对象，停止当前执行路径，并把异常对象提交给解释器。
2. 捕获异常：解释器得到该异常后，寻找相应的代码来处理该异常。

二、异常解决

1.异常解决的关键：定位

当发生异常时，解释器会报相关的错误信息，并会在控制台打印出相关错误信息。我们只需按照从上到下的顺序即可追溯（Trackback）错误发生的过程，最终定位引起错误的那一行代码。

2. try… 一个 except 结构

try…except 是最常见的异常处理结构。结构如下：

try:
	被监控的可能引发异常的语句块
except BaseException [as e]:
	异常处理语句块

try 块包含着可能引发异常的代码，except 块则用来捕捉和处理发生的异常。执行的时候，如果 try 块中没有引发异常，则跳过 ecept 块继续执行后续代码；执行的时候，如果 try块中发生了异常，则跳过 try 块中的后续代码，跳到相应的 except 块中处理异常；异常处理完后，继续执行后续代码。

#测试简单的 0 不能做除数异常
try:
    print( "step1")
    a = 3/0
    print( "step2")
except BaseException  as e:
    print( "step3")
    print(e)
print( "step4")

step1
step3
division by zero
step4

#循环输入数字
while True:
    try:
        x=int(input("请输入数字:"))
        if x==88:
         print("退出程序")
         break
    except BaseException as e:
        print(e)
        print("异常，输入的不是数字！")
        break

print("循环数字输入程序结束")

3.try… 多个 except 结构

上面的结构可以捕获所有的异常，工作中也很常见。但是，从经典理论考虑，一般建议尽量捕获可能出现的多个异常（按照先子类后父类的顺序），并且针对性的写出异常处理代码。为了避免遗漏可能出现的异常，可以在最后增加 BaseException。结构如下：

try:
	被监控的、可能引发异常的语句块
except Exception1:
	处理 Exception1 的语句块
except Exception2:
	处理 Exception2 的语句块
...
except BaseException：
	处理可能遗漏的异常的语句块

try:
    a = int(input("请输入一个数字:"))
    b = int(input("请输入一个数字:"))
    c = a/b
    print("a/b=",c)

except ZeroDivisionError as e:
    print(e)
    print("异常，不能除以0！")
except ValueError as e:
    print(e)
    print("异常，输入的不是数字！")
except NameError as e:
    print(e)
    print("异常，变量不存在！")
except BaseException as e:
    print(e)

4.try…except…else 结 构

try…except…else 结构增加了“else 块”。如果 try 块中没有抛出异常，则执行 else 块。如果try 块中抛出异常，则执行 except 块，不执行 else 块。

try:
	a = input(" 请输入被除数：")
	b = input(" 请输入除数：")
	c = float(a)/float(b)
except BaseException  as e:
	print(e)
else:
	print(" 除的结果是：",c)

5.try…except…finally 结构

try…except…finally 结构中，finally 块无论是否发生异常都会被执行；通常用来释放 try 块中申请的资源。

#try...except...else...finally  结构
try:
	a = input(" 请输入一个被除数：")
	b = input(" 请输入一个除数：")
	c = float(a)/float(b)
except BaseException  as e:
	print(e)
else:
	print(c)
finally:
	print(" 我是  finally  中的语句，无论发生异常与否，都执行！")
print(" 程序结束！")

try:
    f = open( "d:/a .txt", 'r')
    content = f.readline()
    print(content)
except BaseException  as e:
    print(e)
finally:
    try:
        f.close()      # 释放资源.此处也可能会发生异常。若发生异常，则程序终止,不会继续往下执行
    except BaseException as e:
        print(e)
print( "step4")

6.return 语句和异常处理问题

由于 return 有两种作用：结束方法运行、返回值。我们一般不把 return 放到异常处理结构中，而是放到方法最后。

---

三、常见异常解决

Python 中的异常都派生自 BaseException 类，本节我们测试和列出常见的一些异常，方便初学者掌握。

1. SyntaxError：语法错误

int a = 3
		^
SyntaxError: invalid syntax

2. NameError：尝试访问一个没有申明的变量

print(a)
NameError: name 'a' is not defined

3. ZeroDivisionError：除数为 0 错误（零除错误）

a = 3/0
ZeroDivisionError: division by zero

4. ValueError：数值错误

float("gaoqi")
ValueError: could not convert string to float: 'gaoqi'

5. TypeError：类型错误

123+"abc"
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'

6. AttributeError：访问对象的不存在的属性

a=100
a.sayhi()
AttributeError: 'int' object has no attribute 'sayhi'

7. IndexError：索引越界异常

a = [4,5,6]
a[10]
IndexError: list index out of range

8. KeyError：字典的关键字不存在

a = { 'name': "gaoqi", 'age':18}
a['salary']
KeyError: 'salary

四、常见异常汇总

建议大家通读，把异常相关的单词背下来熟悉一下。这样可以克服“畏难情绪”。

异常名称	说明
ArithmeticError	所有数值计算错误的基类
AssertionError	断言语句失败
AttributeError	对象没有这个属性
BaseException	所有异常的基类
DeprecationWarning	关于被弃用的特征的警告
EnvironmentError	操作系统错误的基类
EOFError	没有内建输入,到达 EOF 标记
Exception	常规错误的基类
FloatingPointError	浮点计算错误
FutureWarning	关于构造将来语义会有改变的警告
GeneratorExit	生成器(generator)发生异常来通知退出
ImportError	导入模块/对象失败
IndentationError	缩进错误
IndexError	序列中没有此索引(index)
IOError	输入/输出操作失败
KeyboardInterrupt	用户中断执行(通常是输入^C)
KeyError	映射中没有这个键
LookupError	无效数据查询的基类
MemoryError	内存溢出错误(对于 Python 解释器不是致命的)
NameError	未声明/初始化对象 (没有属性)
NotImplementedError	尚未实现的方法
OSError	操作系统错误
OverflowError	数值运算超出最大限制
OverflowWarning	旧的关于自动提升为长整型(long)的警告
PendingDeprecationWarning	关于特性将会被废弃的警告
ReferenceError	弱引用(Weak reference)试图访问已经垃圾回收了的对象
RuntimeError	一般的运行时错误
RuntimeWarning	可疑运行时行为(runtime behavior)警告
StandardError	所有的内建标准异常的基类
StopIteration	迭代器没有更多的值
SyntaxError Python	语法错误
SyntaxWarning	可疑的语法的警告
SystemError	一般的解释器系统错误
SystemExit	解释器请求退出
TabError Tab	和空格混用
TypeError	对类型无效的操作
UnboundLocalError	访问未初始化的本地变量
UnicodeDecodeError Unicode	解码时的错误
UnicodeEncodeError Unicode	编码时错误
UnicodeError Unicode	相关的错误
UnicodeTranslateError Unicode	转换时错误
UserWarning	用户代码生成的警告
ValueError	传入无效的参数
Warning	警告的基类
WindowsError	系统调用失败
ZeroDivisionError	除(或取模)零 (所有数据类型)

五、一些语句的使用

1.with上下文管理

finally 块由于是否发生异常都会执行，通常我们放释放资源的代码。其实，我们可以通过 with 上下文管理，更方便的实现释放资源的操作。with 上下文管理的语法结构如下：

with context_expr [ as var]：
	语句块

with 上下文管理可以自动管理资源，在 with 代码块执行完毕后自动还原进入该代码之前的现场或上下文。不论何种原因跳出 with 块，不论是否有异常，总能保证资源正常释放。极大的简化了工作，在文件操作、网络通信相关的场合非常常用。

with open( "d:/bb.txt")  as f:
	for line  in f:
		print(line)

2.trackback 模块

【示例】使用 Traceback 模块打印异常信息

#coding=utf-8
import traceback
try:
	print( "step1")
	num = 1/0
except:
	with open("D:/python basic knowledge/a。text","a") as f:
		traceback.print_exc(file=f)

3.自定义异常类

程序开发中，有时候我们也需要自己定义异常类。自定义异常类一般都是运行时异常，通常继承 Exception 或其子类即可。命名一般以 Error、Exception 为后缀。
自定义异常由 raise 语句主动抛出。

# 测试自定义异常类
class AgeError(Exception):
    def __init__(self,errorInfo):
        Exception.__init__(self)
        self.errorInfo = errorInfo
    def __str__(self):
        return str(self.errorInfo)+",年龄错误！应该在1-150之间"
        
if __name__ == "__main__":      #如果为True,则模块是作为独立文件运行，可以执行测试代码
    age=int(input("请输入年龄："))
    if age<1 or age>150:
        raise AgeError(age)
    else:
        print("正常的年龄是：",age)