猪行天下之Python基础——6.1 异常与断言

青旅半醒 2022-01-18 23:55 282阅读 0赞

## 内容简述： ##

>  *  1、异常
>  *  2、断言

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## 1、异常 ##

了解异常前，首先是区分「**语法错误**」与「**运行时异常**」，语法错误是**连编译器都过不了的错误**，比如if语句后面漏掉了**冒号(:)**，程序跑都跑不起来；运行错误则是**程序跑起来后，因为程序的业务逻辑问题**引起的**程序崩溃**，比如除以0。

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### ① Python中的常见异常 ###

**`Exception类`** 因为是 **`所有异常类的父类`**，又称 **`万能异常`**，可以捕获任何异常！Python中常见的异常如下表所示：

<table style="font-size:inherit;color:inherit;line-height:inherit;text-align:left;"> 
 <thead style="font-size:inherit;color:inherit;line-height:inherit;"> 
  <tr style="font-size:inherit;color:inherit;line-height:inherit;border-width:1px 0px 0px;border-top-style:solid;border-top-color:rgb(204,204,204);"> 
   <th style="color:inherit;line-height:inherit;font-size:1em;border:1px solid rgb(204,204,204);text-align:left;font-weight:bold;">异常</th> 
   <th style="color:inherit;line-height:inherit;font-size:1em;border:1px solid rgb(204,204,204);text-align:left;font-weight:bold;">描述信息</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody style="font-size:inherit;color:inherit;line-height:inherit;border:0px;"> 
  <tr style="font-size:inherit;color:inherit;line-height:inherit;border-width:1px 0px 0px;border-top-style:solid;border-top-color:rgb(204,204,204);"> 
   <td style="color:inherit;line-height:inherit;font-size:1em;border:1px solid rgb(204,204,204);text-align:left;"><strong style="font-size:inherit;line-height:inherit;font-weight:bold;color:rgb(255,64,129);">AssertionError</strong></td> 
   <td style="color:inherit;line-height:inherit;font-size:1em;border:1px solid rgb(204,204,204);text-align:left;">断言语句失败</td> 
  </tr> 
  <tr style="font-size:inherit;color:inherit;line-height:inherit;border-width:1px 0px 0px;border-top-style:solid;border-top-color:rgb(204,204,204);"> 
   <td style="color:inherit;line-height:inherit;font-size:1em;border:1px solid rgb(204,204,204);text-align:left;"><strong style="font-size:inherit;line-height:inherit;font-weight:bold;color:rgb(255,64,129);">AttributeError</strong></td> 
   <td style="color:inherit;line-height:inherit;font-size:1em;border:1px solid rgb(204,204,204);text-align:left;">尝试访问未知的对象属性</td> 
  </tr> 
  <tr style="font-size:inherit;color:inherit;line-height:inherit;border-width:1px 0px 0px;border-top-style:solid;border-top-color:rgb(204,204,204);"> 
   <td style="color:inherit;line-height:inherit;font-size:1em;border:1px solid rgb(204,204,204);text-align:left;"><strong style="font-size:inherit;line-height:inherit;font-weight:bold;color:rgb(255,64,129);">IndexError</strong></td> 
   <td style="color:inherit;line-height:inherit;font-size:1em;border:1px solid rgb(204,204,204);text-align:left;">索引超出序列的范围</td> 
  </tr> 
  <tr style="font-size:inherit;color:inherit;line-height:inherit;border-width:1px 0px 0px;border-top-style:solid;border-top-color:rgb(204,204,204);"> 
   <td style="color:inherit;line-height:inherit;font-size:1em;border:1px solid rgb(204,204,204);text-align:left;"><strong style="font-size:inherit;line-height:inherit;font-weight:bold;color:rgb(255,64,129);">keyError</strong></td> 
   <td style="color:inherit;line-height:inherit;font-size:1em;border:1px solid rgb(204,204,204);text-align:left;">字典中查找一个不存在的Key</td> 
  </tr> 
  <tr style="font-size:inherit;color:inherit;line-height:inherit;border-width:1px 0px 0px;border-top-style:solid;border-top-color:rgb(204,204,204);"> 
   <td style="color:inherit;line-height:inherit;font-size:1em;border:1px solid rgb(204,204,204);text-align:left;"><strong style="font-size:inherit;line-height:inherit;font-weight:bold;color:rgb(255,64,129);">NameError</strong></td> 
   <td style="color:inherit;line-height:inherit;font-size:1em;border:1px solid rgb(204,204,204);text-align:left;">尝试访问一个不存在的变量</td> 
  </tr> 
  <tr style="font-size:inherit;color:inherit;line-height:inherit;border-width:1px 0px 0px;border-top-style:solid;border-top-color:rgb(204,204,204);"> 
   <td style="color:inherit;line-height:inherit;font-size:1em;border:1px solid rgb(204,204,204);text-align:left;"><strong style="font-size:inherit;line-height:inherit;font-weight:bold;color:rgb(255,64,129);">OSError</strong></td> 
   <td style="color:inherit;line-height:inherit;font-size:1em;border:1px solid rgb(204,204,204);text-align:left;">操作系统产生的异常，比如FileNotFoundError</td> 
  </tr> 
  <tr style="font-size:inherit;color:inherit;line-height:inherit;border-width:1px 0px 0px;border-top-style:solid;border-top-color:rgb(204,204,204);"> 
   <td style="color:inherit;line-height:inherit;font-size:1em;border:1px solid rgb(204,204,204);text-align:left;"><strong style="font-size:inherit;line-height:inherit;font-weight:bold;color:rgb(255,64,129);">SyntaxError</strong></td> 
   <td style="color:inherit;line-height:inherit;font-size:1em;border:1px solid rgb(204,204,204);text-align:left;">Python语法错误</td> 
  </tr> 
  <tr style="font-size:inherit;color:inherit;line-height:inherit;border-width:1px 0px 0px;border-top-style:solid;border-top-color:rgb(204,204,204);"> 
   <td style="color:inherit;line-height:inherit;font-size:1em;border:1px solid rgb(204,204,204);text-align:left;"><strong style="font-size:inherit;line-height:inherit;font-weight:bold;color:rgb(255,64,129);">TypeError</strong></td> 
   <td style="color:inherit;line-height:inherit;font-size:1em;border:1px solid rgb(204,204,204);text-align:left;">不同类型间的无效操作</td> 
  </tr> 
  <tr style="font-size:inherit;color:inherit;line-height:inherit;border-width:1px 0px 0px;border-top-style:solid;border-top-color:rgb(204,204,204);"> 
   <td style="color:inherit;line-height:inherit;font-size:1em;border:1px solid rgb(204,204,204);text-align:left;"><strong style="font-size:inherit;line-height:inherit;font-weight:bold;color:rgb(255,64,129);">ZeroDivisionError</strong></td> 
   <td style="color:inherit;line-height:inherit;font-size:1em;border:1px solid rgb(204,204,204);text-align:left;">除数为0</td> 
  </tr> 
  <tr style="font-size:inherit;color:inherit;line-height:inherit;border-width:1px 0px 0px;border-top-style:solid;border-top-color:rgb(204,204,204);"> 
   <td style="color:inherit;line-height:inherit;font-size:1em;border:1px solid rgb(204,204,204);text-align:left;"><strong style="font-size:inherit;line-height:inherit;font-weight:bold;color:rgb(255,64,129);">IOError</strong></td> 
   <td style="color:inherit;line-height:inherit;font-size:1em;border:1px solid rgb(204,204,204);text-align:left;">输入输出错误</td> 
  </tr> 
  <tr style="font-size:inherit;color:inherit;line-height:inherit;border-width:1px 0px 0px;border-top-style:solid;border-top-color:rgb(204,204,204);"> 
   <td style="color:inherit;line-height:inherit;font-size:1em;border:1px solid rgb(204,204,204);text-align:left;"><strong style="font-size:inherit;line-height:inherit;font-weight:bold;color:rgb(255,64,129);">ValueError</strong></td> 
   <td style="color:inherit;line-height:inherit;font-size:1em;border:1px solid rgb(204,204,204);text-align:left;">函数传参类型错误</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

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### ② 异常捕获 ###

Python中为我们提供了两组语句用于异常捕获，**`try-expect-else`**和**`try-finally`**。下面讲解下六种常见的玩法：

**「1. try捕获了任何异常，直接丢给except后的代码块处理」**，代码示例如下：

try:
        result = 1 / 0
    except:
        print("捕获到异常了!")
    复制代码

**运行结果如下**：

捕获到异常了!
    复制代码

**「2. 捕获特定类型」**，代码示例如下：

try:
        result = 1 / 0
    except ZeroDivisionError:
        print("捕获到除数为零的错误") 
    复制代码

**运行结果如下**：

捕获到除数为零的错误
    复制代码

**「3. 针对不同的异常设置多个except」**，代码示例如下

**运行结果如下**：

try:
        sum = 1 + '2'
        result = 1 / 0
    except TypeError as reason:
        print("类型出错：" + str(reason))
    except ZeroDivisionError as reason:
        print("除数为0：" + str(reason))
    复制代码

**运行结果如下**：

类型出错：unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'
    复制代码

**「4. 对多个异常统一处理」**，代码示例如下：

try:
        result = 1 / 0
        sum = 1 + '2'
    except (TypeError, ZeroDivisionError) as reason:
        print(str(reason)) 
    复制代码

**运行结果如下**：

division by zero
    复制代码

**「5. 当没有检测到异常时才执行的代码块，可以用else**」，代码示例如下：

try:
        result = 4 / 2
    except ZeroDivisionError as reason:
        print(str(reason))
    else:
        print("没有发生异常，输出结果：%d" % result)
    复制代码

**运行结果如下**：

没有发生异常，输出结果：2
    复制代码

「**6. 无论是否发生异常都会执行的一段代码块**」，代码示例如下：

try:
        result = 4 / 2
    except ZeroDivisionError as reason:
        print(str(reason))
    else:
        print("没有发生异常，输出结果：%d" % result)
    finally:
        print("无论是否发生异常都会执行～")
    复制代码

**运行结果如下**：

没有发生异常，输出结果：2
    无论是否发生异常都会执行。
    复制代码

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### ③ 异常抛出 ###

Python为我们提供的都是异常都是在特定条件下才会触发的。而在一些特定的场景，某些操作可能会引起我们的业务异常，比如让用户输入一串手机号码，手机号码由一串0-9的数字构成，而如果用户输入了其他字符，显然是不合理的。我们可以通过正则对输入的手机号码进行校验，如果是手机号码就打印出来，不是的话则利用Python提供的**`raise关键字`**抛出一个**ValueError异常**。代码示例如下：

import re
    
    # 注：这段正则你只需要知道是用来匹配电话号码的，正则在爬虫那里会详细讲解
    phone_compile =re.compile(r'^(0|86|17951)?(13[0-9]|14[579]|15[0-35-9]|17[01678]|18[0-9])[0-9]{8}$')
    number = input("请输入一串手机号码：")
    if phone_compile.match(number) is not None:
        print("您输入的手机号码是：%s" % number)
    else:
        raise ValueError
    复制代码

**运行结果如下**：

请输入一串手机号码：123456787
    Traceback (most recent call last):
      File "F:/Project/Python/Book/Chapter 7/7_1_7.py", line 12, in <module>
        raise ValueError
    ValueError
    复制代码

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### ④ 自定义异常 ###

上面通过raise关键字显式的抛出了一个内置的ValueError异常。如果程序里除了这个号码验证还有邮箱验证，我们又抛出一个这样的异常的话，会不利于异常的定位，异常是哪个地方引起的？对此，我们可以自定义异常，根据不同的错误抛出对应的异常。我们自定义一个非手机号码异常，代码示例如下：

# 自定义异常
    class PhoneNumberException(Exception):
        def __init__(self, message):
            Exception.__init__(self)
            self.message = message
    
    if __name__ == '__main__':
        phone_compile = re.compile(r'^(0|86|17951)?(13[0-9]|14[579]|15[0-35-9]|17[01678]|18[0-9])[0-9]{8}$')
        number = input("请输入一串手机号码：")
        if phone_compile.match(number) is not None:
            print("您输入的手机号码是：%s" % number)
        else:
            raise PhoneNumberException("非法的手机号码！")
    复制代码

**运行结果如下**：

请输入一串手机号码：1234
    Traceback (most recent call last):
      File "F:/Project/Python/Book/Chapter 7/7_1_8.py", line 19, in <module>
        raise PhoneNumberException("非法的手机号码！")
    __main__.PhoneNumberException
    复制代码

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### ⑤ sys.exc\_info()函数 ###

除了前面介绍的获取异常信息的方式外，还可以通过**`sys模块里的exc_info()函数`** 获得，使用代码示例如下：

import sys
    
    try:
        result = 1 / 0
    except:
        tuple_exception = sys.exc_info()
    # 输出结果依次是：异常类，类示例，跟踪记录对象
    for i in tuple_exception:
        print(i)
    复制代码

**运行结果如下**：

<class 'ZeroDivisionError'>
    division by zero
    <traceback object at 0x000001E079360288>
    复制代码

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## 2、断言 ##

当 **`assert关键字`** 后面的判断条件为假的时候，**程序自动崩溃并抛出AssertionErro异常**。一般在测试程序的时候才会用到：**需要确保某个条件为真程序才能正常工作的时候使用**。

**另外要和异常处理进行区分**：

> 「**异常处理**」用于对程序发生异常情况的处理，以增加程序的健壮性和容错性，而「**断言**」则是用来**检查非法情况**，用于帮助开发者快速**定位问题位置**。

Python中关于断言assert的玩法有两种：

*  **assert 判断条件**：如果判断条件为false，就raise一个**AssertionError**
 *  **assert 判断条件，异常描述**：如果判断条件为false，就raise一个**带描述信息的AssertionError**

**代码示例如下**：

a, b = 1, 2
    
    # 第一种断言用法
    assert a > b
    # 第二种断言用法
    assert (a > b), ("{a} 并不比 {b} 大'".format(a = a, b = b))
    复制代码

**运行结果如下**：

Traceback (most recent call last):
      File "F:/Project/Python/Book/Chapter 7/7_1_10.py", line 5, in <module>
        assert a > b
    AssertionError
    
    Traceback (most recent call last):
      File "F:/Project/Python/Book/Chapter 7/7_1_10.py", line 6, in <module>
        assert (a > b), ("{a} 并不比 {b} 大'".format(a = a, b = b))
    AssertionError: 1 并不比 2 大' 复制代码

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