学习笔记：Python3 异常处理

异常处理

仅为个人查阅使用，如有错误还请指正。

开发人员在编写程序时，难免会遇到错误，有的是编写人员疏忽造成的语法错误，有的是程序内部隐含逻辑问题造成的数据错误，还有的是程序运行时与系统的规则冲突造成的系统错误，等等。

总的来说，编写程序时遇到的错误可大致分为 2 类，分别为语法错误和运行时错误。

语法错误是开发者疏忽导致的，属于真正意义上的错误，是解释器无法容忍的，因此，只有将程序中的所有语法错误全部纠正，程序才能执行。

运行时错误，即程序在语法上都是正确的，但在运行时发送了错误，程序是要终止的。如果要避免程序退出，可以使用捕获异常的方式获取这个异常的名称，再通过其他的逻辑代码让程序继续运行。

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。

实例

try:
    print('try...')
    r = 10 / 0
    print('result:', r)
except ZeroDivisionError as e:
    print('except:', e)
finally:
    print('finally...')
print('END')

因为我们认为r = 10 / 0这段代码可能会出错，所以就用try来运行这段代码，如果执行错误，后续的代码不会执行，而是直接跳转至错误处理代码，即except语句，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。以下是执行结果。

try...
except: division by zero
finally...
END

如果r = 0 / 2，则执行的结果，看以下代码。

try...
result: 0.0
finally...
END

• 多个except来捕获不同类型的错误。

  try:
      print('try...')
      r = 10 / int('a')
      print('result:', r)
  except ValueError as e:
      print('ValueError:', e)
  except ZeroDivisionError as e:
      print('ZeroDivisionError:', e)
  finally:
      print('finally...')
  print('END')
  

  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。

• BaseException

  异常错误其实也是一个class，所有的错误类型都继承自BaseException，所有在使用的时候要注意的是，它不但捕获该类型的错误，还把其子类也“一网打尽。

• 跨越多层调用

  大致的意思就是，不需要再每个地方都使用异常捕获。再调用的时候进行捕获就可以了。

  看下面的例子，不需要再foo()函数和bar()函数里面做异常，直接再mian()函数里面调用的时候，做个异常处理就够。

  def foo(s):
      return 10 / int(s)
  
  def bar(s):
      return foo(s) * 2
  
  def main():
      try:
          bar('0')
      except Exception as e:
          print('Error:', e)
      finally:
          print('finally...')
  

• raise

  如果需要在程序中自行引发异常，则应使用 raise 语句，该语句的基本语法格式为：

  raise [exceptionName [(reason)]]

在实际调试程序的过程中，有时只获得异常的类型是远远不够的，还需要借助更详细的异常信息才能解决问题。

捕获异常时，有 2 种方式可获得更多的异常信息，分别是：

• 使用 sys 模块中的 exc_info 方法

  exc_info() 方法会将当前的异常信息以元组的形式返回，该元组中包含 3 个元素，分别为 type、value 和 traceback，它们的含义分别是：

  1、type：异常类型的名称，它是 BaseException 的子类。

  2、value：捕获到的异常实例。

  3、traceback：是一个 traceback 对象。

  import sys
  try:
      x = int(input("请输入一个被除数："))
      print("30除以",x,"等于",30/x)
  except:
      print(sys.exc_info())
      print("其他异常...")
  

  当输入0时，程序运行的结果为：

  请输入一个被除数：0
  (<class 'ZeroDivisionError'>, ZeroDivisionError('division by zero',), <traceback object at 0x000002DFFAE515C8>)
  其他异常...
  

  对于第三个元素，traceback对象无法直接看出有关异常的信息，还需要对其做进一步处理。

  就需要使用 traceback 模块中的 print_tb 方法。

  import sys
  import traceback
  
  try:
      x = int(input("请输入一个被除数："))
      print("30除以", x, "等于", 30 / x)
  except:
      traceback.print_tb(sys.exc_info()[2])
      print("其他异常...")
  

  当输入0时，程序运行的结果为：

  请输入一个被除数：0
    File "E:/Yao/project/test_file/haha.py", line 6, in <module>
      print("30除以", x, "等于", 30 / x)
  其他异常...
  

• 使用 traceback 模块中的相关函数

  前面提到了exc_info()可以获取异常信息之外，还可以使用 traceback 模块，该模块可以用来查看异常的传播轨迹，追踪异常触发的源头。

  因为在实际的开发中，为了减少冗余代码，一些函数会被多次调用，但是如果出现错误，一时半会不知道是因为哪个功能调用错误，所以需要从根源去发现。

  import traceback
  
  class SelfException(Exception): 
      pass
  
  def main():
      firstMethod()
  def firstMethod():
      secondMethod()
  def secondMethod():
      thirdMethod()
  def thirdMethod():
      raise SelfException("自定义异常信息")
  try:
      main()
  except:
      # 捕捉异常，并将异常传播信息输出控制台
      traceback.print_exc()
      # 捕捉异常，并将异常传播信息输出指定文件中
      traceback.print_exc(file=open('log.txt', 'a'))