《Python入门教程》8. 错误和异常

到现在为止, 没有更多的提及错误信息, 但是当你在尝试这些例子时, 或多或少会碰到一些. 这里 (至少) 有两种可以分辨的错误: syntax error 和 exception , 按中文来说, 就是语法错误和异常.

8.1. 语法错误

语法错误, 也可以认为是解析时错误, 这是在你学习 Python 过程中最有可能碰到的:

>>> whileTrue print(‘Hello world’)

File “<stdin>”, line 1, in ?

while True print(‘Hello world’) ^

SyntaxError: invalid syntax

解析器会重复出错的那行, 然后显示一个小箭头, 指出探测到错误时最早的那个点. 错误一般是由箭头所指的地方导致 (或者至少是此处被探测到): 在这个例子中, 错误是在 print() 函数这里被发现的, 因为在它之前少了一个冒号 (':'). 文件的名称与行号会被打印出来, 以便于你能找到一个脚本中导致错误的地方.

8.2. 异常

尽管语句或表达式语法上是没有问题的, 它同样也会在尝试运行时导致一个错误. 在执行时探测到的错误被成为 exception , 也就是异常, 但它并不是致命的问题: 你将会很快学到如何在 Python 程序中处理它们. 大多数异常并不会被程序处理, 不过, 导致错误的信息会被显示出来:

>>> 10 * (1/0)

Traceback (most recent call last):

File “<stdin>”, line 1, in ?

ZeroDivisionError: int division or modulo 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

每个错误信息的最后一行或说明发生了什么. 异常会有很多的类型, 而这个类型会作为消息的一部分打印出来: 在此处的例子中的类型有 ZeroDivisionError, NameError 和 TypeError. 作为异常类型被输出的字符串其实是发生内建异常的名称. 对于所有内建异常都是那样的, 但是对于用户自定义的异常, 则可能不是这样 (尽管有某些约定). 标准异常的名字是内建的标识符 (但并不是关键字).

改行剩下的部分则提供更详细的信息, 是什么样的异常, 是怎么导致的.

错误消息的前面部分指出了异常发生的上下文, 以 stack traceback (栈追踪) 的方式显示. 一般来说列出了源代码的行数; 但是并不会显示从标准输入得到的行数.

Built-in Exceptions 列出了内建的异常和它们的意义.

8.3. 处理异常

写程序来处理异常是可能的. 看看下面的例子, 它请求用户输入一个合法的整数, 但是也允许用户来中断程序 (使用 Control-C 或任何操作系统支持的); 注意, 用户生成的中断是通过产生异常 KeyboardInterrupt:

>>> whileTrue:

… try:

… x = int(input(“Please enter a number: “))

… break

… except ValueError:

… print(“Oops! That was no valid number. Try again…”)

…

try 语句像下面这样使用.

首先, try clause (在 try 和 except 之间的语句) 将被执行.
如果没有异常发生, except clause 将被跳过, try 语句就算执行完了.
如果在 try 语句执行时, 出现了一个异常, 该语句的剩下部分将被跳过. 然后如果它的类型匹配到了 except 后面的异常名, 那么该异常的语句将被执行, 而执行完后会运行 try 后面的问题.
如果一个异常发生时并没有匹配到 except 语句中的异常名, 那么它就被传到 try 语句外面; 如果没有处理, 那么它就是 unhandled exception 并且将会像前面那样给出一个消息然后执行.

一个 try 语句可以有多于一条的 except 语句, 用以指定不同的异常. 但至多只有一个会被执行. Handler 仅仅处理在相应 try 语句中的异常, 而不是在同一 try 语句中的其他 Handler. 一个异常的语句可以同时包括多个异常名, 但需要用括号括起来, 比如:

… except (RuntimeError, TypeError, NameError):

… pass

最后的异常段可以忽略异常的名字, 用以处理其他的情况. 使用这个时需要特别注意, 因为它很容易屏蔽了程序中的错误! 它也用于输出错误消息, 然后重新产生异常 (让调用者处理该异常):

importsys

try:

f = open(‘myfile.txt’)

s = f.readline()

i = int(s.strip())

except IOError as err:

print(“I/O 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 语句可以有一个可选的 else 语句, 在这里, 必须要放在所有 except 语句后面. 它常用于没有产生异常时必须执行的语句. 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 比额外的添加代码到 try 中要好, 因为这样可以避免偶然的捕获一个异常, 但却不是由于我们保护的代码所抛出的.

当一个异常发生了, 它可能有相关的值, 这也就是所谓的异常的参数. 该参数是否出现及其类型依赖于异常的类型.

在 except 语句中可以在异常名后指定一个变量. 变量会绑定值这个异常的实例上, 并且把参数存于 instance.args. 为了方便, 异常的实例会定义 __str__() 来直接将参数打印出来, 而不用引用 .args. 当然也可以在产生异常前, 首先实例化一个异常, 然后把需要的属性绑定给它.

>>> 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)

…

(‘spam’, ‘eggs’)

x = spam

y = eggs

如果一个异常有参数, 它们将作为异常消息的最后一部分打印出来.

异常的 handler 处理的异常, 不仅仅是 try 语句中那些直接的异常, 也可以是在此处调用的函数所产生的异常. 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

8.4. 抛出异常

raise 语句允许程序员强制一个特定的异常的发生. 举个例子:

>>> raise NameError(‘HiThere’)

Traceback (most recent call last):

File “<stdin>”, line 1, in ?

NameError: HiThere

给 raise 的唯一参数表示产生的异常. 这必须是一个异常实例或类 (派生自 Exception 的类).

如果你需要决定产生一个异常, 但是不准备处理它, 那么一个简单的方式就是, 重新抛出异常:

>>> 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

8.5. 自定义异常

程序中可以通过定义一个新的异常类 (更多的类请参考类) 来命名它们自己的异常. 异常需要从 Exception 类派生, 既可以是直接也可以是间接. 例如:

>>> classMyError(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 的默认方法 __init__() 被覆写了. 现在新的异常类可以像其他的类一样做任何的事, 但是常常会保持简单性, 仅仅提供一些可以被 handler 处理的异常信息. 当创建一个模块时, 可能会有多种不同的异常, 一种常用的做法就是, 创建一个基类, 然后派生出各种不同的异常:

大多数异常定义时都会以 “Error” 结尾, 就像标准异常的命名.

大多数标准模块都定义了它们自己的异常, 用于报告在它们定义的函数中发生的错误. 关于更多类的信息请参考类.

8.6. 定义清理动作

try 语句有另一种可选的从句, 用于定义一些扫尾的工作, 此处定义的语句在任何情况下都会被执行. 例如:

>>> try:

… raise KeyboardInterrupt

… finally:

… print(‘Goodbye, world!’)

…

Goodbye, world!

KeyboardInterrupt

Traceback (most recent call last):

File “<stdin>”, line 2, in ?

一个 *finally 语句*总是在离开 try 语句前被执行, 而无论此处有无异常发生. 当一个异常在 try 中产生, 但是并没有被 except 处理 (或者它发生在 except 或 else 语句中), 那么在 finally 语句执行后会被重新抛出. finally 语句在其他语句要退出 try 时也会被执行, 像是使用 break, continue 或者 return. 一个更复杂的例子：

正如你所看到的, finally 语句在任何情况下都被执行了. 由于将两个字符串相除而产生的 TypeError 并没有被 except 语句处理, 因此在执行 finally 后被重新抛出.

在真正的应用中, finally 是非常有用的, 特别是释放额外的资源 (类似文件或网络连接), 无论此资源是否成功使用.

8.7. 预定义的清理动作

有些对象定义了标准的清理工作, 特别是对象不再需要时, 无论对其使用的操作是否成功. 看看下面的例子, 它尝试打开一个文件并输出内容至屏幕.

for line in open(“myfile.txt”):

print(line)

前面这段代码的问题在于, 在此代码成功执行后, 文件依然被打开着. 在简单的脚本中这可能不是什么问题, 但是对于更大的应用来说却是个问题. with 语句就允许像文件这样的对象在使用后会被正常的清理掉.

with open(“myfile.txt”) as f:

for line in f:

print(line)

在执行该语句后, 文件 f 就会被关闭, 就算是在读取时碰到了问题. 像文件这样的对象, 总会提供预定义的清理工作, 更多的可以参考它们的文档.

8.1. 语法错误

8.2. 异常

8.3. 处理异常

8.4. 抛出异常

8.5. 自定义异常

8.6. 定义清理动作

8.7. 预定义的清理动作

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