Python异常处理

一、异常

在程序运行过程中，总会遇到各种各样的问题和错误。有些错误是我们编写代码时自己造成的，比如语法错误、调用错误，甚至逻辑错误。还有一些错误，则是不可预料的错误，但是完全有可能发生的，比如文件不存在、磁盘空间不足、网络堵塞、系统错误等等。这些导致程序在运行过程中出现异常中断和退出的错误，我们统称为异常。大多数的异常都不会被程序处理，而是以错误信息的形式展现出来。

异常有很多种类型，Python内置了几十种常见的异常，就在builtins模块内，无需特别导入，直接就可使用。需要注意的是，所有的异常都是异常类，首字母是大写的！

在发生异常的时候，Python会打印出异常信息，信息的前面部分显示了异常发生的上下文环境，并以调用栈的形式显示具体信息。异常类型作为信息的一部分也会被打印出来，例如ZeroDivisionError，NameError和TypeError。

为了保证程序的正常运行，提高程序健壮性和可用性。我们应当尽量考虑全面，将可能出现的异常进行处理，而不是留在那里，任由其发生。所以高级语言通常都内置了一套try…except…finally…的错误处理机制，Python也不例外。

二、异常处理

下面用一个例子来让来看看try…except…finally机制：

当我们认为某些代码可能会出错时，就可以用try来运行这段代码，如果执行出错，则后续代码不会继续执行，而是直接跳转至错误处理代码，即except语句块，执行完except后，如果有finally语句块，则执行finally语句块，所以finally语句可有可无；至此，执行完毕。

上面的代码在计算10/0时会产生一个除法运算错误，所以执行结果如下：

从输出可以看到，当错误发生时，后续语句print('result:', r)不会被执行，except由于捕获到ZeroDivisionError，因此被执行。最后，finally语句被执行。然后，程序继续按照流程往下走。

如果把除数0改成2，则执行结果如下：

由于没有错误发生，所以except语句块不会被执行，但是finally如果有，则一定会被执行（可以没有finally语句）。

处理程序将只针对对应的try子句中的异常进行处理，而不是其他的try的处理程序中的异常。一个except子句也可以同时处理多个异常，这些异常将被放在一个括号里成为一个元组，例如：

上面说了错误应该有很多种类型，如果发生了不同类型的错误，应该由不同的except语句块处理。没错，可以有多个except来捕获不同类型的错误，但最多只有一个分支会被执行：

int()函数可能会抛出ValueError，所以我们用一个except捕获ValueError，用另一个except捕获ZeroDivisionError。

最后一个except子句可以忽略异常的名称，它将被当作通配符使用。你可以使用这种方法打印一个错误信息，然后使用raise再次把异常抛出。

此外，如果没有错误发生，可以在except语句块后面加一个else，当没有错误发生时，会自动执行else语句：

Python的错误其实也是class，所有的错误类型都继承自BaseException，所以在使用except时需要注意的是，它不但捕获该类型的错误，还把其子类也“一网打尽”。比如：

第二个except永远也捕获不到UnicodeError，因为UnicodeError是ValueError的子类，如果有，也被第一个except给捕获了。

Python所有的错误都是从BaseException类派生的，常见的错误类型和继承关系看这里：https://docs.python.org/3/library/exceptions.html#exception-hierarchy

使用try...except捕获错误还有一个巨大的好处，就是可以跨越多层调用，比如函数main()调用foo()，foo()调用bar()，结果bar()出错了，这时，只要main()捕获到了，就可以处理：

调用main函数，得到如下结果：

也就是说，不需要在每个可能出错的地方去捕获错误，只要在合适的层次去捕获错误就可以了。这样一来，就大大减少了写try...except...finally的麻烦。

三、调用堆栈

如果错误没有被捕获，它就会一直往上抛，最后被Python解释器捕获，打印一个错误信息，然后程序退出。来看看err.py：

执行，结果如下：

出错并不可怕，可怕的是不知道哪里出错了。解读错误信息是定位错误的关键。我们从上往下可以看到整个错误的调用函数链：

错误信息第1行：

告诉我们这是错误的跟踪信息。

第2~3行：

调用main()出错了，在代码文件err.py的第11行代码，但原因是第9行：

调用bar(‘0’)出错了，在代码文件err.py的第9行代码，但原因是第6行：

原因是return foo(s) * 2这个语句出错了，但这还不是最终原因，继续往下看：

原因是return 10 / int(s)这个语句出错了，这是错误产生的源头，因为下面打印了：

根据错误类型ZeroDivisionError，我们判断，int(s)本身并没有出错，但是int(s)返回0，在计算10 / 0时出错，至此，找到错误源头。

四、记录错误

如果不捕获错误，自然可以让Python解释器来打印出错误堆栈，但程序也被结束了。既然我们能捕获错误，就可以把错误堆栈打印出来，然后分析错误原因，同时，让程序继续执行下去。

Python内置的logging模块可以非常容易地记录错误信息：

同样是出错，但程序打印完错误信息后会继续执行，并正常退出：

通过配置，logging还可以把错误记录到日志文件里，方便事后排查。

六、抛出错误

因为错误是class，捕获一个错误就是捕获到该class的一个实例。因此，错误并不是凭空产生的，而是有意创建并抛出的。Python的内置函数会抛出很多类型的错误，我们自己编写的函数也可以抛出错误。

如果要抛出错误，首先根据需要，可以定义一个错误的class，选择好继承关系，然后，用raise语句抛出一个错误的实例：

执行，可以最后跟踪到我们自己定义的错误：

只有在必要的时候才定义我们自己的错误类型。如果可以选择Python已有的内置的错误类型（比如ValueError，TypeError），尽量使用Python内置的错误类型。

最后，我们来看另一种错误处理的方式：

在bar()函数中，我们明明已经捕获了错误，但是，打印一个ValueError!后，又把错误通过raise语句抛出去了，这不有病么？

其实这种错误处理方式不但没病，而且相当常见。捕获错误目的只是记录一下，便于后续追踪。但是，由于当前函数不知道应该怎么处理该错误，所以，最恰当的方式是继续往上抛，让顶层调用者去处理。好比一个员工处理不了一个问题时，就把问题抛给他的老板，如果他的老板也处理不了，就一直往上抛，最终会抛给CEO去处理。

raise语句如果不带参数，就会把当前错误原样抛出。此外，在except中raise一个Error，还可以把一种类型的错误转化成另一种类型：

只要是合理的转换逻辑就可以，但是，决不应该把一个IOError转换成毫不相干的ValueError。

七、自定义异常

Python内置了很多的异常类，并且这些类都是从BaseException类派生的。

下面是一些常见异常类，请把它们记下来！这样你在见到大多数异常的时候都能快速准确的判断异常类型。

大多数情况下，上面的内置异常已经够用了，但是有时候你还是需要自定义一些异常。自定义异常应该继承Exception类，直接继承或者间接继承都可以，例如:

异常的名字都以Error结尾，我们在为自定义异常命名的时候也需要遵守这一规范，就跟标准的异常命名一样。

喜欢 (0)赏

[资助本站您就扫码 谢谢]

分享 (0)