python错误处理

python错误处理采用try…except…finally…的错误处理机制。

try:
    print('try...')
    r = 10 / int('2')
    print('result:', r)
except ValueError as e:
    print('ValueError:', e)
except ZeroDivisionError as e:
    print('ZeroDivisionError:', e)
else:
    print('no error!')
finally:
    print('finally...')
print('END')

1）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，至此，执行完毕。如果没有发生错误，则except语句块不会被执行，但是finally存在的话finally会被执行。

2）有多个错误需要捕获时，可用多个except语句。

3）如果没有错误发生，可以在except语句块后面加上一个else，当没有错误发生时，会自动执行else语句。

4）python的错误其实也是class，所有的错误类型都继承自BaseException。except不但会捕获该类型的错误，还会捕获错误类型的子类。

try:
    foo()
except ValueError as e:
    print('ValueError')
except UnicodeError as e:
    print('UnicodeError')

第二个except永远不会被捕获，因为UnicodeError是ValueError的子类，如果有UnicodeError错误，也被第一个except捕获了。

python的所有错误都是从BaseException类派生的，常见的错误类型和继承关系参考：

https://docs.python.org/3/library/exceptions.html#exception-hierarchy

try…except捕获错误可以跨越多层调用，比如函数main()调用foo()，foo()调用bar()，结果bar()出错了，这是，只要main()捕获到了，就可以处理。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。
raise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。

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

class FooError(ValueError):
    pass

def foo(s):
    n = int(s)
    if n == 0:
        raise FooError('invalid value:%s', s)
    return 10/n

foo('0')

执行结果：

$ ./err_raise.py 
Traceback (most recent call last):
  File "./err_raise.py", line 13, in <module>
    foo('0')
  File "./err_raise.py", line 10, in foo
    raise FooError('invalid value:%s', s)
__main__.FooError: ('invalid value:%s', '0')

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。

在except中再抛出一个错误或转换错误。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。

try:
    10 / 0
except ZeroDivisionError:
    raise ValueError('input error!')

raise语句如果不带参数，就会把当前错误原样抛出。

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。

with 语句适用于对资源进行访问的场合，确保不管使用过程中是否发生异常都会执行必要的“清理”操作，释放资源，比如文件使用后自动关闭、线程中锁的自动获取和释放等。如文件调用中自动调用close()方法：

with open('/path/to/file', 'r') as f:
    print(f.read())
等价于：
try:
    f = open('/path/to/file', 'r')
    print(f.read())
finally:
    if f:
        f.close()

python支持断言

assert n != 0, 'n is zero!'

assert含义，表达式n!=0应该是True，否则后面的代码肯定有错。

assert会抛出AssertionError，错误记录为assert后面的语句。

python解释器可用-O参数来关闭assert。

python内置logging模块可以记录错误信息：

import logging

def foo(s):
    return 10 / int(s)

def bar(s):
    return foo(s) * 2

def main():
    try:
        bar('0')
    except Exception as e:
        logging.exception(e)

main()
print('END')

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。

logging有debug，info，warning，error等几个级别，当我们指定level=INFO时，logging.debug就不起作用了。同理，指定level=WARNING后，debug和info就不起作用了。这样一来，你可以放心地输出不同级别的信息，也不用删除，最后统一控制输出哪个级别的信息。

import logging
logging.basicConfig(level=logging.INFO)

单元测试

mydict.py代码如下：

class Dict(dict):

    def __init__(self, **kw):
        super().__init__(**kw)

    def __getattr__(self, key):
        try:
            return self[key]
        except KeyError:
            raise AttributeError(r"'Dict' object has no attribute '%s'" % key)

    def __setattr__(self, key, value):
        self[key] = value

为了编写单元测试，我们需要引入Python自带的unittest模块，编写mydict_test.py如下：

import unittest

from mydict import Dict

class TestDict(unittest.TestCase):

    def test_init(self):
        d = Dict(a=1, b='test')
        self.assertEqual(d.a, 1)
        self.assertEqual(d.b, 'test')
        self.assertTrue(isinstance(d, dict))

    def test_key(self):
        d = Dict()
        d['key'] = 'value'
        self.assertEqual(d.key, 'value')

    def test_attr(self):
        d = Dict()
        d.key = 'value'
        self.assertTrue('key' in d)
        self.assertEqual(d['key'], 'value')

    def test_keyerror(self):
        d = Dict()
        with self.assertRaises(KeyError):
            value = d['empty']

    def test_attrerror(self):
        d = Dict()
        with self.assertRaises(AttributeError):
            value = d.empty

编写单元测试时，我们需要编写一个测试类，从unittest.TestCase继承。

以test开头的方法就是测试方法，不以test开头的方法不被认为是测试方法，测试的时候不会被执行。

对每一类测试都需要编写一个test_xxx()方法。由于unittest.TestCase提供了很多内置的条件判断，我们只需要调用这些方法就可以断言输出是否是我们所期望的。最常用的断言就是assertEqual()：

self.assertEqual(abs(-1), 1) # 断言函数返回的结果与1相等

另一种重要的断言就是期待抛出指定类型的Error，比如通过d['empty']访问不存在的key时，断言会抛出KeyError：

with self.assertRaises(KeyError):
    value = d['empty']

而通过d.empty访问不存在的key时，我们期待抛出AttributeError：

with self.assertRaises(AttributeError):
    value = d.empty

运行单元测试

一旦编写好单元测试，我们就可以运行单元测试。最简单的运行方式是在mydict_test.py的最后加上两行代码：

if __name__ == '__main__':
    unittest.main()

这样就可以把mydict_test.py当做正常的python脚本运行：

$ python mydict_test.py

在命令行运行mydict_test.py模块文件时，Python解释器把一个特殊变量__name__置为__main__，而如果在其他地方导入mydict_test.py模块时，if判断将失败。因此，这种if测试可以让一个模块通过命令行运行时执行一些额外的代码，最常见的就是运行测试。

另一种方法是在命令行通过参数-m unittest直接运行单元测试：

$ python -m unittest mydict_test
.....
----------------------------------------------------------------------
Ran 5 tests in 0.000s

OK

这是推荐的做法，因为这样可以一次批量运行很多单元测试，并且，有很多工具可以自动来运行这些单元测试。

setUp与tearDown

可以在单元测试中编写两个特殊的setUp()和tearDown()方法。这两个方法会分别在每调用一个测试方法的前后分别被执行。

setUp()和tearDown()方法有什么用呢？设想你的测试需要启动一个数据库，这时，就可以在setUp()方法中连接数据库，在tearDown()方法中关闭数据库，这样，不必在每个测试方法中重复相同的代码：

class TestDict(unittest.TestCase):

    def setUp(self):
        print('setUp...')

    def tearDown(self):
        print('tearDown...')

可以再次运行测试看看每个测试方法调用前后是否会打印出setUp...和tearDown...。