Python 异常处理
在 Python 中,“异常”是指在程序运行期间出现的错误,通常语法是正确的,但是运行时出错,比如除零操作、使用没有初始化的变量等等。而运行前发生的则称为“错误”,比如语法错误。
try 语句
如果异常对象未被处理或捕获,程序就会出现回溯(traceback)并终止执行。所以要想写出高可靠性的 Python 代码,必须在可能出现异常的地方捕获并处理异常。Python 提供了 try ... except
语句来捕获异常,举个例子:
def div(dividend, divisor):
try:
quotient = dividend/divisor
return quotient
except ZeroDivisionError:
print("除数不能为零啊,哥!")
print("div(4,2) => %d" %(div(4,2)))
print("div(4,0) => %d" %(div(4,0)))
执行结果如下:
div(4,2) => 2
除数不能为零啊,哥!
Traceback (most recent call last):
File "except_error.py", line 9, in <module>
print("div(4,0) => %d" %(div(4,0)))
TypeError: %d format: a number is required, not NoneType
在这个例子中,函数 div()
中的除零异常已经被捕获了,后面的 traceback 其实是格式化输出的异常,以为当除数为零时 div()
函数没有返回一个数字,所以 div(4,0)
得到的结果是 None
。
Python 中异常处理的结构如下:
try:
# 尝试执行的语句
except [ErrorType [as err] ]:
# 捕获异常时执行的语句
else:
# 没有异常时执行的语句
finally:
# 无论如何最后都要执行的语句
在这个结构中,try
子句是必须的,except
子句、else
子句和 finally
子句都是可选的。也就是说,可以是 try-except
结构,或者 try-except-else
结构,或者 try-finally
结构,或者是完整的 try-except-else-finally
结构。
值得一提的是,异常的类型很多,所以 except
子句可以是一条或者多条;另外,当存在 except
子句时,else
子句才有意义,否则就相当于所有所有执行内容写在 try
子句中了。
try
语句的工作方式如下:
- 首先,执行
try
子句(在关键字try
和关键字except
之间的语句);如果没有异常发生,忽略except
子句,接着执行有else
子句(如果有);最后执行finally
子句; - 如果在执行
try
子句的过程中发生异常,那么try
子句余下部分都会被忽略,转而执行except
子句; - 如果异常的类型和
except
后面的名称相符,那么对应except
子句将被执行; try
语句可以嵌套使用,如果一个异常没有任何的except
匹配,那么这个异常将会传递给上层的try
中;- 一个
try
语句可能包含多个except
子句,分别来处理不同的(特定的)异常,最多只有一个分支会被执行; - 一个
except
子句可以同时处理多个异常,这些异常将被放在一个括号里成为一个元组。
另外,还需要注意以下特性:
- 无论
try
里执行什么,即使是return
,也会调用finally
的(无论是否有异常,最后都要做的一些事情); try
子句的返回值会被finally
的返回值覆盖;- 如果
try
中没有异常,那么except
部分将跳过,执行else
中的语句; - 但是如果
try
里面执行了return
语句,就会跳过else
子句,从而阻挡了else
的执行,但是不会影响finally
的执行。
因此,我们编写 Python 代码过程中应注意:如非必须,不要在 try
和 else
子句中写 return
语句,return
语句应该写在 finally
中(如果没有 finally
,就写在最后)。
简单来说,就是 try
、except
、else
里都是 do something 的,Return 的工作就交给 finally
吧。
异常类型
在 Python 中,我们通过 dir(__builtins__)
可以看到内建的一些异常类型,各种异常及其说明如下:
异常名称 | 描述 |
---|---|
BaseException | 所有异常的基类 |
SystemExit | 解释器请求退出 |
KeyboardInterrupt | 用户中断执行(通常是输入 Ctrl+C) |
Exception | 常规错误的基类 |
StopIteration | 迭代器没有更多的值 |
GeneratorExit | 生成器(generator)发生异常来通知退出 |
StandardError | 所有的内建标准异常的基类 |
ArithmeticError | 所有数值计算错误的基类 |
FloatingPointError | 浮点计算错误 |
OverflowError | 数值运算超出最大限制 |
ZeroDivisionError | 除(或取模)零 (所有数据类型) |
AssertionError | 断言语句失败 |
AttributeError | 对象没有这个属性 |
EOFError | 没有内建输入,到达 EOF 标记 |
EnvironmentError | 操作系统错误的基类 |
IOError | 输入/输出操作失败 |
OSError | 操作系统错误 |
WindowsError | 系统调用失败 |
ImportError | 导入模块/对象失败 |
LookupError | 无效数据查询的基类 |
IndexError | 序列中没有此索引(index) |
KeyError | 映射中没有这个键 |
MemoryError | 内存溢出错误(对于Python 解释器不是致命的) |
NameError | 未声明/初始化对象(没有属性) |
UnboundLocalError | 访问未初始化的本地变量 |
ReferenceError | 弱引用(Weak reference)试图访问已经垃圾回收了的对象 |
RuntimeError | 一般的运行时错误 |
NotImplementedError | 尚未实现的方法 |
SyntaxError | Python 语法错误 |
IndentationError | 缩进错误 |
TabError | Tab 和空格混用 |
SystemError | 一般的解释器系统错误 |
TypeError | 对类型无效的操作 |
ValueError | 传入无效的参数 |
UnicodeError | Unicode 相关的错误 |
UnicodeDecodeError | Unicode 解码时的错误 |
UnicodeEncodeError | Unicode 编码时错误 |
UnicodeTranslateError | Unicode 转换时错误 |
Warning | 警告的基类 |
DeprecationWarning | 关于被弃用的特征的警告 |
FutureWarning | 关于构造将来语义会有改变的警告 |
OverflowWarning | 旧的关于自动提升为长整型(long)的警告 |
PendingDeprecationWarning | 关于特性将会被废弃的警告 |
RuntimeWarning | 可疑的运行时行为(runtime behavior)的警告 |
SyntaxWarning | 可疑的语法的警告 |
UserWarning | 用户代码生成的警告 |
自定义异常
除了 Python 定义的异常之外,我们还可以自定义异常。自定义异常实际上就是定义一个类,让这个类继承 Exception 类(或其派生类)。但通常我们并不会使用自定义异常,所以了解即可。
举个栗子:
class NetworkError(RuntimeError):
def __init__(self, arg):
self.arg = arg
def connect():
raise NetworkError("Bad hostname")
try:
connect()
except NetworkError as err:
print(err)
执行后输出:
Bad hostname
抛出异常
除了捕获异常,我们在 Python 中还可以抛出异常,或者称为触发异常。raise
语句的格式如下:
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 traceback 参数是可选的(很少使用),如果存在,是跟踪异常对象。
举个栗子:
def func(num):
if num < 1:
raise Exception("Invalid level!", num)
try:
func(0)
except Exception as err:
print("No: %s" %(err))
执行后输出:
No: ('Invalid level!', 0)