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「Python」异常处理

2024-09-02 2 min read Docs Ronan

在 Python 中，常见的基本错误有两类，即语法错误和异常。对于语法错误，应该在程序编写过程中尽量予以避免，在程序调试中消除。而异常是 Python 程序在运行过程中引发的错误，如果程序中引发了未进行处理的异常，程序就会由于异常而终止运行，只有为程序添加异常处理，才能使程序更具健壮性。

1.语法错误

语法错误是所有编程语言中都存在的一种常见错误，即程序的洗发不符合编程语言的规定。常见的语法错误有：

  1. 拼写错误（SyntaxError、NameError），即 Python 语言中的关键字写错，变量名，函数名拼写错误等。
  2. 脚本程序不符合 Python 的语法规范，例如少了括号，冒号等，以及表达式书写错误等。
  3. 缩进错误，因为 Python 语法规定，以缩进作为程序的语法之一。一般来说，Python 标准的缩进是以 4 个空格或一个 Tab 作为一个缩进，但同一个程序或项目中应该统一使用同一种缩进风格。

2.异常处理

异常是 Python 程序在运行过程中引发的错误。如果程序中引发了未进行处理的异常，脚本就会由于异常而终止运行。只有在程序中捕获这些异常，并进行相关的处理，才能使程序不会中断运行。

Python 中使用 try...except 语句来说处理异常，基本形式如下：

try:
	'语句'	 # 可能产生异常的语句
except	'异常名 1'：	# 要处理的第一类异常
	'语句'	 # 异常的处理语句
except	'异常名 1'：	# 要处理的第二类异常
	'语句'	 # 异常的处理语句
else:		  
	'语句'     # 未触发异常，则执行该语句
finally:	  
	'语句'     # 始终执行该语句，一般为了达到释放资源等目的

注意：else 语句在未引发异常情况下得到运行。

首先，我们先演示一个最简单的案例：

# 函数名错误, print 误写成 printt
printt(1)
print(2)

运行结果：

NameError: name 'printt' is not defined

使用异常捕获

try:
    # 函数名错误, print 误写成 printt
    printt(1)
except:
    print('捕获到了异常')

print(2)

注意：

在这里如果你把 print(2) 放到 try 里面，依然不执行，因为在 try语句块中，捕获到了异常，直接进入了 except 的异常语句块。

如果没有引发错误，可以使用 else 关键字来定义要执行的代码块：

try:
    # 函数名错误, print 误写成 printt
    printt(1)
except:
    print('捕获到了异常')
else:
    print('未发现异常')

print(2)

如果指定了 finally 块，则无论 try 块是否引发错误，都会执行 finally 块。

try:
    # 函数名错误, print 误写成 printt
    printt(1)
except:
    print('捕获到了异常')
else:
    print('未发现异常')
finally:
    print('try内容执行完毕')

print(2)

try:
    # 函数名错误, print 误写成 printt
    print(1)
except:
    print('捕获到了异常')
else:
    print('未发现异常')
finally:
    print('try内容执行完毕')

3.Python 主要的内置异常及其处理

在 Python 中常见的异常都已经预定义好了，

异常名描述
AttributeError调用不存在的方法引发的异常
EOFError遇到文件末尾引发的异常
ImportError导入模块出错引发的异常
IndexError列表越界引发的异常
IOErroI/O 操作引发的异常，如打开文件出错等
KeyError使用字典中不存在的关键字引发的异常
NameError使用不存在的变量名引发的异常
TabError语句块缩进不正确引发的异常
ValueError搜索列表中不存在的值引发的异常
ZeroDivisionError除数为零引发的异常

except 语句主要有以下几种用法：

语法说明
except捕获所有异常
except ‘异常名’捕获指定异常
except (‘异常名 1’，‘异常名 2’)捕获指定异常名1或异常名2
except ‘异常名’ as ‘替代值’捕获指定异常并用’替代值’代替
except (‘异常名 1’，‘异常名 2’) as ‘替代值’捕获异常名1或异常名2并用’替代值’代替

4.手动抛出异常

4.1. raise 语句

上一小节中，所有的异常都是在程序运行中出现了错误而引发的异常，我们还可以在 Python 程序中使用 raise 语句来引发指定的异常，并向异常传递数据。

为了程序的需要，程序员还可以自定义新的异常类型，例如要求用户输入文本的长度有要求，则可以用 raise 引发异常，以确保文本输入的长度符合要求。

raise 的使用方式：

  • raise 异常名
  • raise 异常名，附加数据
  • raise 类名

使用 raise 可以抛出各种预定异常，即使程序在运行时根本不会引发该异常。

示例：

# 要求用户输入名字不超过 10 个字符
name = input('请输入你的名字，不超过 10 个字：')

if len(name) > 10:
    raise NameError
else:
    print(name)
print('程序执行结束')

我们使用 raise 抛出异常，同时捕获异常，因此程序运行不会中断。

try:
    # 要求用户输入名字不超过 10 个字符
    name = input('请输入你的名字，不超过 10 个字：')

    if len(name) > 10:
        raise NameError
    else:
        print(name)
except NameError:
    print('捕获了一个NameError')
    
print('程序执行结束')

4.2. assert 语句

assert 语句的一般形式如下：

assert '条件测试'，'异常附加数据'		# 其中异常附加数据是可选的

assert 语句是简化的 raise 语句，它引发异常的前提是其后面的条件测试为假。

示例：

# 要求用户输入名字不超过 10 个字符
name = input('请输入你的名字，不超过 10 个字：')

assert len(name) < 10
print('程序执行结束')

assert 语句一般用于在程序开发时测试代码的有效性。比如某个变量值必须在一定范围内，而运行时得不到的值不符合要求，则引发该异常，对开发者予以提示。所以一般在程序开发中，不去捕获这个异常，而是让他中断程序。原因是这个程序中已经出现了问题，不应该继续运行。

5. 自定义异常类

在 Python 中定义异常类不用从基础完全自己定义，只要通过继承 Exception 类来创建自己的异常类。异常类的定义和其他类没有区别，最简单的自定义异常类甚至可以只继承 Exception 类，类体为 pass 如：

class MyError(Exception):	# 继承Exception类
    pass

如果需要异常类带有一定的提示信息，也可以重载 __str__ 和 __init__ 这两个方法。

示例：

class LengthError(Exception):

    def __init__(self):
        self.value = '名字过长'

    def __str__(self):
        return self.value


try:
    # 要求用户输入名字不超过 10 个字符
    name = input('请输入你的名字，不超过 10 个字：')

    if len(name) > 10:
        raise LengthError
    else:
        print(name)
except LengthError:
    print('捕获了一个LengthError')

print('程序执行结束')
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