Python入门示例系列22 错误与异常

什么是异常？

一般情况下，在Python无法正常处理程序时就会发生一个异常。

异常是Python对象，表示一个错误。例如：读取一个不存在的文件时出现异常，20除以0时出现异常。

当Python脚本发生异常时我们需要捕获处理它，否则程序会终止执行。

示例（demo.py）：

a = 20 / 0

运行抛出异常：

Traceback (most recent call last):
  File "D:/demo.py", line 1, in <module>
    a=20/0
ZeroDivisionError: division by zero

如果加入异常处理，就不会抛出异常给用户：

try:
    a = 20 / 0
except ZeroDivisionError:
    print(" There is a division by zero error ")

运行结果：

There is a division by zero error

异常处理

捕捉异常可以使用 try/except 语句。

try/except 语句用来检测 try 语句块中的错误，从而让 except 语句捕获异常信息并处理。

如果你不想在异常发生时结束你的程序，只需在 try 里捕获它。

语法：

以下为简单的 try....except...else 的语法：

try:
<语句>        #运行别的代码
except <名字>：
<语句>        # 如果在try部份引发了<名字>类型的异常，则执行此处的代码；<名字> 是异常的类型，可以是一个类型，也可以是多种类型的异常；
except <名字> as <数据>:
<语句>        #  as 后面的数据是前面<名字>类型的异常的一个对象实例
else:
<语句>        # 如果没有异常发生，执行此处代码

try 的工作原理是，当开始一个 try 语句后，python 就在当前程序的上下文中作标记，这样当异常出现时就可以回到这里，try 子句先执行，接下来会发生什么依赖于执行时是否出现异常。

如果当 try 后的语句执行时发生异常，python 就跳回到 try 并执行第一个匹配该异常的 except 子句，异常处理完毕，控制流就通过整个 try 语句（除非在处理异常时又引发新的异常）。
如果在 try 后的语句里发生了异常，却没有匹配的 except 子句，异常将被递交到上层的 try，或者到程序的最上层（这样将结束程序，并打印默认的出错信息）。
如果在 try 子句执行时没有发生异常，python 将执行 else 语句后的语句（如果有 else 的话），然后控制流通过整个try语句。

下面是简单的例子，它打开一个文件，在该文件中的内容写入内容，且并未发生异常：

try:
    fh = open("testfile", "w")
    fh.write("测试异常")
except IOError:
    print("Error: 没有找到文件或读写文件失败。")
else:
    print( "内容写入文件成功")
    fh.close()

以上程序输出结果：

内容写入文件成功

如果把 testfile 文件的属性改为“只读”，然后再执行上述代码，则会出现异常（PermissionError: [Errno 13] Permission denied: 'testfile'）。

如果文件不存在，会抛出异常 (FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory).

使用except而不带任何异常类型

可以不带任何异常类型使用except，如下实例：

try:
    正常的操作
   ......................
except:  ## 捕获所有发生的异常
    发生异常，执行这块代码 
   ......................
else:
    如果没有异常执行这块代码

以上方式 try-except 语句捕获所有发生的异常。但这不是一个很好的方式，我们不能通过该程序识别出具体的异常信息。因为它捕获所有的异常。

try:
    fh = open("testfile", "w")
    fh.write("测试异常")
except :
    print("Error: 没有找到文件或读写文件失败")
else:
    print( "内容写入文件成功")
    fh.close()

使用except而带多种异常类型

你也可以使用相同的except语句来处理多个异常信息，如下所示：

try:
    正常的操作
   ......................
except(Exception1[, Exception2[,...ExceptionN]]):
   发生以上多个异常中的一个，执行这块代码
   ......................
else:
    如果没有异常执行这块代码

示例：

try:
    fh = open("testfile", "w")
    fh.write("测试异常")
except (PermissionError, FileNotFoundError):
    print("Error: 没有找到文件或读写文件失败")
else:
    print( "内容写入文件成功")
    fh.close()

try-finally 语句

try-finally 语句无论是否发生异常都将执行最后的代码（finally 下面的语句）。

try:
　　<语句>
finally:
　　<语句>    # 退出try时总会执行

 示例

try:
    fh = open("testfile", "w")
    fh.write("这是一个测试文件，用于测试异常!!")
finally:
    print("Error: 没有找到文件或读取文件失败")

异常的参数

一个异常可以带上参数，可作为输出的异常信息参数。

你可以通过except语句来捕获异常的参数，如下所示：

try:
    正常的操作
   ......................
except ExceptionType as Argument:
    你可以在这输出 Argument 的值...

变量接收的异常值通常包含在异常的语句中。在元组的表单中变量可以接收一个或者多个值。

元组通常包含错误字符串，错误数字，错误位置。

以下为单个异常的实例：

# 定义函数
def temp_convert(var):
    try:
        return int(var)
    except ValueError as Argument:
        print("参数没有包含数字\n", Argument)

# 调用函数
temp_convert("xyz")

以上程序执行结果如下：

参数没有包含数字
 invalid literal for int() with base 10: 'xyz'

触发异常

我们可以使用 raise 语句自己触发异常

raise语法格式如下：

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

语句中 Exception 是异常的类型（例如，NameError）参数标准异常中任一种，args 是自已提供的异常参数。

最后一个参数是可选的（在实践中很少使用），如果存在，是跟踪异常对象。

实例

一个异常可以是一个字符串，类或对象。 Python的内核提供的异常，大多数都是实例化的类，这是一个类的实例的参数。

定义一个异常非常简单，如下所示：

def functionName( level ):
    if level < 1:
        raise Exception("Invalid level!", level)
        # 触发异常后，后面的代码就不会再执行
    
try:
    functionName(0)            # 触发异常
except Exception as err:
    print(1,err)
else:
    print(2)

注意：为了能够捕获异常，"except"语句必须有用相同的异常来抛出类对象或者字符串。

执行以上代码，输出结果为：

1 ('Invalid level!', 0)

用户自定义异常

通过创建一个新的异常类，程序可以命名它们自己的异常。异常应该是典型的继承自Exception类，通过直接或间接的方式。

以下为与RuntimeError相关的实例,实例中创建了一个类，基类为RuntimeError，用于在异常触发时输出更多的信息。

在try语句块中，用户自定义的异常后执行except块语句，变量 e 是用于创建Networkerror类的实例。

class Networkerror(RuntimeError):
    def __init__(self, arg):
        self.args = arg
## 在你定义以上类后，你可以触发该异常，如下所示：
try:
    raise Networkerror("Bad hostname")
except Networkerror as e:
    print(e.args)

Python 内置异常：
https://docs.python.org/zh-cn/3/library/exceptions.html#bltin-exceptions

REF
https://docs.python.org/zh-cn/3/tutorial/errors.html
https://www.runoob.com/python/python-exceptions.html