集册 Python 入门指南 错误和异常

错误和异常

黑派客     最近更新时间:2020-08-04 05:37:59

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至今为止还没有进一步的谈论过错误信息,不过在你已经试验过的那些例子中,可能已经遇到过一些。Python 中(至少)有两种错误:语法错误和异常( syntax errors 和 exceptions )。

语法错误

语法错误,也被称作解析错误,也许是你学习 Python 过程中最常见抱怨:

>>> while True print('Hello world')   
  File "<stdin>", line 1, in ?     
     while True print('Hello world')
                    ^
SyntaxError: invalid syntax  

语法分析器指出错误行,并且在检测到错误的位置前面显示一个小“箭头”。 错误是由箭头 前面 的标记引起的(或者至少是这么检测的): 这个例子中,函数 print() 被发现存在错误,因为它前面少了一个冒号(':' )。 错误会输出文件名和行号,所以如果是从脚本输入的你就知道去哪里检查错误了。

异常

即使一条语句或表达式在语法上是正确的,当试图执行它时也可能会引发错误。 运行期检测到的错误称为异常 ,并且程序不会无条件的崩溃:很快,你将学到如何在 Python 程序中处理它们。 然而,大多数异常都不会被程序处理,像这里展示的一样最终会产生一个错误信息:

>>> 10 * (1/0)  
Traceback (most recent call last):  
  File "<stdin>", line 1, in ?    
ZeroDivisionError: division by zero    
>>> 4 + spam*3  
Traceback (most recent call last):   
  File "<stdin>", line 1, in ?  
NameError: name 'spam' is not defined  
>>> '2' + 2  
Traceback (most recent call last):  
  File "<stdin>", line 1, in ?  
TypeError: Can't convert 'int' object to str implicitly

错误信息的最后一行指出发生了什么错误。异常也有不同的类型,异常类型做为错误信息的一部分显示出来:示例中的异常分别为零除错误(ZeroDivisionError ) ,命名错误( NameError)和 类型错误( TypeError)。打印错误信息时,异常的类型作为异常的内置名显示。对于所有的内置异常都是如此,不过用户自定义异常就不一定了(尽管这是一个很有用的约定)。标准异常名是内置的标识(没有保留关键字)。

这一行后一部分是关于该异常类型的详细说明,这意味着它的内容依赖于异常类型。

错误信息的前半部分以堆栈的形式列出异常发生的位置。通常在堆栈中列出了源代码行,然而,来自标准输入的源码不会显示出来。

bltin-exceptions 列出了内置异常和它们的含义。

控制异常

可以编写程序来控制已知的异常。参见下例,此示例要求用户输入信息,一直到 得到一个有效的整数为止,而且允许用户中断程序(使用 Control-C 或 其它什么操作系统支持的操作);需要注意的是用户生成的中断会抛出 KeyboardInterrupt 异常

>>> while True:  
...     try:  
...         X = int(input("Please enter a number: "))  
...         break   
...     except ValueError:  
...         print("Oops!  That was no valid number.  Try again...")  
...

try 语句按如下方式工作。

  • 首先,执行 try 子句 (在 try 和 except 关键字之间的部分)。
  • 如果没有异常发生, except 子句 在 try 语句执行完毕后就被忽略了。
  • 如果在 try 子句执行过程中发生了异常,那么该子句其余的部分就会被忽略。如果异常匹配于 except 关键字后面指定的异常类型,就执行对应的except 子句。然后继续执行 try 语句之后的代码。
  • 如果发生了一个异常,在 except 子句中没有与之匹配的分支,它就会传递到上一级 try 语句中。如果最终仍找不到对应的处理语句,它就成为一个 未处理异常 ,终止程序运行,显示提示信息。

一个 try 语句可能包含多个 except 子句,分别指定处理不同的异常。至多只会有一个分支被执行。异常处理程序只会处理对应的 try 子句中发生的异常,在同一个 try 语句中,其他子句中发生的异常则不作处理。一个 except 子句可以在括号中列出多个异常的名字,例如:

... except (RuntimeError, TypeError, NameError):  
...   pass  

最后一个 except 子句可以省略异常名称,以作为通配符使用。 你需要慎用此法,因为它会轻易隐藏一个实际的程序错误! 可以使用这种方法打印一条错误信息,然后重新抛出异常(允许调用者处理这个异常):

Import sys

try:  
    f = open('myfile.txt')  
    S = f.readline()  
    I = int(s.strip())  
except OSError as err:  
    print("OS error: {0}".format(err))  
except ValueError:  
    print("Could not convert data to an integer.")  
except:   
    print("Unexpected error:", sys.exc_info()[0])  
    raise  

try ... except 语句可以带有一个 else 子句 ,该子句只能出现在所有 except 子句之后。当 try 语句没有抛出异常时,需要执行一些代码,可以使用这个子句。例如:

For arg in sys.argv[1:]:  
try:  
    f = open(arg, 'r')  
except IOError:  
    print('cannot open', arg)  
else:  
   print(arg, 'has', len(f.readlines()), 'lines')  
   f.close()  

使用 else 子句比在 try 子句中附加代码要好,因为这样可以避免 try... except 意外的截获本来不属于它们保护的那些代码抛出的异常。

发生异常时,可能会有一个附属值,作为异常的参数 存在。这个参数是否存在、是什么类型,依赖于异常的类型。

在异常名(列表)之后,也可以为 except 子句指定一个变量。这个变量绑定于一个异常实例,它存储在 instance.args 的参数中。为了方便起见,异常实例定义了 __str__() ,这样就可以直接访问过打印参数而不必引用 .args。 这种做法不受鼓励。相反,更好的做法是给异常传递一个参数(如果要传递多个参数,可以传递一个元组),把它绑定到 message 属性。一旦异常发生,它会在抛出前绑定所有指定的属性。

>>> try:  
...     Raise Exception('spam', 'eggs')  
... except Exception as inst:  
...    print(type(inst))     # the exception instance    
...    print(inst.args)      # arguments stored in .args    
...    print(inst)           # __str__ allows args to be     printed directly,  
...                          # but may be overridden in exception subclasses  
...    x, y = inst.args      # unpack args  
...    print('x =', x)  
...    print('y =', y)  
...  
<class 'Exception'>  
('spam', 'eggs')  
('spam', 'eggs')  
x = spam
y = eggs

对于那些未处理的异常,如果一个它们带有参数,那么就会被作为异常信息的最后部分(“详情”)打印出来。

异常处理器不仅仅处理那些在 try 子句中立刻发生的异常,也会处理那些 try 子句中调用的函数内部发生的异常。 例如:

>>> def this_fails():  
...     X = 1/0  
...
>>> try:  
...     this_fails()  
... except ZeroDivisionError as err:  
...     print('Handling run-time error:', err)  
...  
Handling run-time error: int division or modulo by zero  

抛出异常

raise 语句允许程序员强制抛出一个指定的异常。例如:

>>> raise NameError('HiThere')    
Traceback (most recent call last):    
  File "<stdin>", line 1, in ?  
NameError: HiThere  

要抛出的异常由 raise 的唯一参数标识。它必需是一个异常实例或异常类(继承自 Exception 的类)。

如果你需要明确一个异常是否抛出,但不想处理它, raise 语句可以让你很简单的重新抛出该异常:

>>> try:  
...      raise NameError('HiThere')  
... except NameError:  
...     print('An exception flew by!')  
...     Raise  
...  
An exception flew by!  
Traceback (most recent call last):   
  File "<stdin>", line 2, in ?  
NameError: HiThere  

用户自定义异常

在程序中可以通过创建新的异常类型来命名自己的异常(Python 类的内容请参见 类 )。异常类通常应该直接或间接的从 Exception 类派生,例如:

>>> class MyError(Exception):  
...     def __init__(self, value):  
...        self.value = value  
...     def __str__(self):  
...       return repr(self.value)  
...
>>> try:  
...      raise MyError(2*2)  
...   except MyError as e:  
...      print('My exception occurred, value:', e.value)  
...  
My exception occurred, value: 4  
>>> raise MyError('oops!')    
Traceback (most recent call last):   
  File "<stdin>", line 1, in ?  
__main__.MyError: 'oops!'  

在这个例子中,Exception 默认的 __init__() 被覆盖。新的方式简单的创建 value 属性。这就替换了原来创建 args 属性的方式。

异常类中可以定义任何其它类中可以定义的东西,但是通常为了保持简单,只在其中加入几个属性信息,以供异常处理句柄提取。如果一个新创建的模块中需要抛出几种不同的错误时,一个通常的作法是为该模块定义一个异常基类,然后针对不同的错误类型派生出对应的异常子类:

class Error(Exception):   
    """Base class for exceptions in this module."""  
    pass  
class InputError(Error):  
    """Exception raised for errors in the input.

    Attributes:          
         expression -- input expression in which the error occurred
         message -- explanation of the error      
     """ 

     def __init__(self, expression, message):  
         self.expression = expression  
         self.message = message

class TransitionError(Error):  
    """Raised when an operation attempts a state transition that's not
    allowed.

    Attributes:      
        previous -- state at beginning of transition      
        next -- attempted new state        
        message -- explanation of why the specific transition is not allowed    
     """   
     def __init__(self, previous, next, message):  
         self.previous = previous  
         self.next = next  
         self.message = message  

与标准异常相似,大多数异常的命名都以 “Error” 结尾。

很多标准模块中都定义了自己的异常,用以报告在他们所定义的函数中可能发生的错误。关于类的进一步信息请参见

定义清理行为

try 语句还有另一个可选的子句,目的在于定义在任何情况下都一定要执行的功能。例如:

>>> try:   
...      raise KeyboardInterrupt  
... finally:  
...     print('Goodbye, world!')  
...  
Goodbye, world!  
KeyboardInterrupt  

不管有没有发生异常, finally 子句 在程序离开 try 后都一定会被执行。当 try 语句中发生了未被 except 捕获的异常(或者它发生在except 或 else 子句中),在 finally 子句执行完后它会被重新抛出。try 语句经由 break ,continue 或 return 语句退 出也一样会执行finally 子句。以下是一个更复杂些的例子

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