Python中程序的异常处理

比眉伴天荒 2023-02-16 06:48 74阅读 0赞

python提供了两个非常重要的功能来处理python程序在运行中出现的异常和错误。你可以使用该功能来调试python程序。

## 1、Python中的标准异常对照 ##

异常名称 描述

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>BaseException</th> 
   <th>所有异常的基类</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>SystemExit</td> 
   <td>解释器请求退出</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>KeyboardInterrupt</td> 
   <td>用户中断执行(通常是输入^C)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Exception</td> 
   <td>常规错误的基类</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>StopIteration</td> 
   <td>迭代器没有更多的值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>GeneratorExit</td> 
   <td>生成器(generator)发生异常来通知退出</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>StandardError</td> 
   <td>所有的内建标准异常的基类</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ArithmeticError</td> 
   <td>所有数值计算错误的基类</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>FloatingPointError</td> 
   <td>浮点计算错误</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>OverflowError</td> 
   <td>数值运算超出最大限制</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ZeroDivisionError</td> 
   <td>除(或取模)零 (所有数据类型)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>AssertionError</td> 
   <td>断言语句失败</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>AttributeError</td> 
   <td>对象没有这个属性</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>EOFError</td> 
   <td>没有内建输入,到达EOF 标记</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>EnvironmentError</td> 
   <td>操作系统错误的基类</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>IOError</td> 
   <td>输入/输出操作失败</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>OSError</td> 
   <td>操作系统错误</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>WindowsError</td> 
   <td>系统调用失败</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ImportError</td> 
   <td>导入模块/对象失败</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>LookupError</td> 
   <td>无效数据查询的基类</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>IndexError</td> 
   <td>序列中没有此索引(index)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>KeyError</td> 
   <td>映射中没有这个键</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>MemoryError</td> 
   <td>内存溢出错误(对于Python 解释器不是致命的)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>NameError</td> 
   <td>未声明/初始化对象 (没有属性)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>UnboundLocalError</td> 
   <td>访问未初始化的本地变量</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ReferenceError</td> 
   <td>弱引用(Weak reference)试图访问已经垃圾回收了的对象</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>RuntimeError</td> 
   <td>一般的运行时错误</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>NotImplementedError</td> 
   <td>尚未实现的方法</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SyntaxError Python</td> 
   <td>语法错误</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>IndentationError</td> 
   <td>缩进错误</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>TabError</td> 
   <td>Tab 和空格混用</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SystemError</td> 
   <td>一般的解释器系统错误</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>TypeError</td> 
   <td>对类型无效的操作</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ValueError</td> 
   <td>传入无效的参数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>UnicodeError</td> 
   <td>Unicode 相关的错误</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>UnicodeDecodeError</td> 
   <td>Unicode 解码时的错误</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>UnicodeEncodeError</td> 
   <td>Unicode 编码时错误</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>UnicodeTranslateError</td> 
   <td>Unicode 转换时错误</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Warning</td> 
   <td>警告的基类</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>DeprecationWarning</td> 
   <td>关于被弃用的特征的警告</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>FutureWarning</td> 
   <td>关于构造将来语义会有改变的警告</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>OverflowWarning</td> 
   <td>旧的关于自动提升为长整型(long)的警告</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>PendingDeprecationWarning</td> 
   <td>关于特性将会被废弃的警告</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>RuntimeWarning</td> 
   <td>可疑的运行时行为(runtime behavior)的警告</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SyntaxWarning</td> 
   <td>可疑的语法的警告</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>UserWarning</td> 
   <td>用户代码生成的警告</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 2、异常处理 ##

## 2.1 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'name'异常
    except <名字>，<数据>:
    <语句>        #如果引发了'name'异常，获得附加的数据
    else:
    <语句>        #如果没有异常发生

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。  
实例  
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("这是一个测试文件，用于测试异常!!")
    except IOError:
        print "Error: 没有找到文件或读取文件失败"
    else:
        print "内容写入文件成功"
        fh.close()

以上程序输出结果：

$ python test.py 
    内容写入文件成功

$ cat testfile \# 查看写入的内容  
这是一个测试文件，用于测试异常!!  
实例  
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，但文件没有写入权限，发生了异常：

在执行代码前为了测试方便，我们可以先去掉 testfile 文件的写权限，命令如下：  
chmod -w testfile  
再执行以上代码：

$ python test.py 
    Error: 没有找到文件或读取文件失败

使用except而不带任何异常类型  
你可以不带任何异常类型使用except，如下实例：

try:
        正常的操作
       ......................
    except:
        #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。

## 2.2 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

## 2.3 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。**

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

实例

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"

如果打开的文件没有可写权限，输出如下所示：

$ python test.py 
    Error: 没有找到文件或读取文件失败

同样的例子也可以写成如下方式：

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

当在try块中抛出一个异常，立即执行finally块代码。  
finally块中的所有语句执行后，异常被再次触发，并执行except块代码。  
参数的内容不同于异常。  
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, 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。  
实例  
以下为单个异常的实例：

# 定义函数
    def temp_convert(var):
        try:
            return int(var)
        except ValueError, 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：

$ python test.py 
    参数没有包含数字
    invalid literal for int() with base 10: 'xyz'

## 3、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

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。  
例如我们捕获以上异常，"except"语句如下所示：

try:
        #正常逻辑
    except Exception,err:
       # 触发自定义异常 
    else:
       # 其余代码

实例

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

执行以上代码，输出结果为：

$ python test.py 
    1 Invalid level!
    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,e:
        print e.args