Python 基础知识整理 - 错误和异常（1）

数据库杂货铺 2021-12-19

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错误和异常

到目前为止，错误消息还没有被提及，但是如果已经尝试了这些示例，你可能已经看到了一些。至少有两种明显不同的错误：语法错误和异常。

语法错误

语法错误，也称为解析错误，可能是你在学习 Python 时遇到的最常见的抱怨：

while True print('Hello world')

运行结果：

C:\Python310>python 2.py
  File "C:\Python310\2.py", line 1
    while True print('Hello world')
          ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
SyntaxError: invalid syntax. Perhaps you forgot a comma?

解析器重写出现问题的行，并显示一个小“箭头”，指向行中检测到错误的最早点。该错误是由箭头前面的标记引起的（或至少在该标记处检测到）：在本例中，该错误是在函数 print() 处检测到的，因为它前面缺少冒号（':'）。错误信息会输出文件名和行号，以便在输入来自脚本的情况下知道在哪里查找。

异常

即使一个语句或表达式在语法上是正确的，当试图执行它时也可能会引发错误。在执行过程中检测到的错误称为异常，并且是在一定条件下产生的：你将很快学会如何在 Python 程序中处理它们。但是，大多数异常在程序中都不会被处理，这会导致错误消息，如下所示：

10 * (1/0)

运行结果：

C:\Python310>python 2.py
Traceback (most recent call last):
  File "C:\Python310\2.py", line 1, in <module>
    10 * (1/0)
ZeroDivisionError: division by zero

4 + spam*3

运行结果：

C:\Python310>python 2.py
Traceback (most recent call last):
  File "C:\Python310\2.py", line 1, in <module>
    4 + spam*3
NameError: name 'spam' is not defined

'2' + 2

运行结果：

C:\Python310>python 2.py
Traceback (most recent call last):
  File "C:\Python310\2.py", line 1, in <module>
    '2' + 2
TypeError: can only concatenate str (not "int") to str

错误消息的最后一行说明发生了什么。异常有不同的类型，类型会作为消息的一部分输出：示例中的类型有 ZeroDivisionError、NameError 和 TypeError。作为异常类型输出的字符串是发生的内置异常的名称。这一点适用于所有内置异常，但不一定适用于用户定义的异常（尽管这是一个有用的约定）。标准异常名称是内置标识符（不是保留关键字）。

该行的其余部分根据异常的类型和原因提供详细信息。

错误消息的前面部分以堆栈回溯的形式显示异常发生的上下文。通常，它包含一个堆栈回溯，列出源代码行；但是，它不会显示从标准输入读取的行。

处理异常

可以编写程序处理特定异常。看看下面的例子，它要求用户输入一个有效的整数，但允许用户中断程序（使用Control-C或操作系统支持的其他方式）；请注意，用户生成的中断通过引发 KeyboardInterrupt 异常发出信号。

while True:
    try:
        x = int(input("请输入数字: "))
        break
    except ValueError:
        print("不是有效数字，请再次尝试...")

try 语句的工作原理如下。

● 首先，执行 try 子句（try 和 except 关键字之间的语句）。

● 如果未发生异常，则跳过 except 子句并完成 try 语句的执行。

● 如果在执行 try 子句期间发生异常，则跳过该子句的其余部分。然后，如果其类型与 except 关键字命名的异常匹配，则执行 except 子句，然后继续执行 try 之后的语句。

● 如果发生与 except 子句中指定的异常不匹配的异常，则将其传递给外部 try 语句；如果未找到处理程序，则它是一个未处理的异常，执行将停止，并显示一条消息，如上所示。

try 语句可以有多个 except 子句，用于为不同的异常指定处理程序。最多将执行一个处理程序。处理程序只处理相应 try 子句中出现的异常，而不处理其他 try 语句的处理程序中出现的异常。except 子句可以将多个异常指定在带括号的元组中，例如：

except (RuntimeError, TypeError, NameError):
    pass

如果 except 子句中的类是同一个类或其基类，则该类与异常兼容（但相反，列出派生类的 except 子句与基类不兼容）。例如，以下代码将按该顺序打印 B、C、D：

class B(Exception):
    pass


class C(B):
    pass


class D(C):
    pass


for cls in [B, C, D]:
    try:
        raise cls()
    except D:
        print("D")
    except C:
        print("C")
    except B:
        print("B")

请注意，如果 except 子句被颠倒（首先是 except B），它将打印 B、B、B，即触发第一个匹配的 except 子句。

最后一个 except 子句可以省略异常名称，用作通配符。使用时要格外小心，因为这样很容易掩盖真正的编程错误！它还可用于打印错误消息，然后重新引发异常（也允许调用方处理异常）：

import sys


try:
    f = open('1.txt')
    s = f.readline()
    i = int(s.strip())
except OSError as err:
    print("OS 错误: {0}".format(err))
except ValueError:
    print("无法将数据转换为整数。")
except:
    print("意外错误：", sys.exc_info()[0])
    raise

try … except 语句有一个可选的 else 子句，当该子句出现时，必须在所有 except 子句之后。如果 try 子句没有引发异常，必须执行某些代码，这种情况下就非常有用。例如：

创建一个 2.txt 文件：

{"1": "吕布", "2" :"赵云"}

import sys
for arg in sys.argv[1:]:
    try:
        f = open(arg, 'r')
    except OSError:
        print('不能打开', arg)
    else:
        print(arg, '有', len(f.readlines()), '行')
        f.close()

调用程序：

C:\Python310>python 2.py 2.txt

运行结果：

2.txt 有 1 行

使用 else 子句比向 try 子句添加其他代码要好，因为它可以避免意外捕获不是由 try … except 语句保护的代码引发的异常。

当异常发生时，它可能有一个关联的值，也称为异常参数。参数的展现和类型取决于异常类型。

except 子句可以在异常名称后指定变量。变量绑定到异常实例，其参数存储在 instance.args。为方便起见，异常实例定义了 __str__() 以便可以直接打印参数，而无需引用 .args。也可以在引发异常之前先实例化异常，并根据需要向其添加任何属性。

try:
    raise Exception('书名', '作者')
except Exception as inst:
    print(type(inst))    # 异常实例
    print(inst.args)     # 参数存储在 .args
    print(inst)          # __str__ 允许 args 被直接输出,
                         # 可也可能在异常的子类中被重写
    x, y = inst.args     # 解包 args
    print('x =', x)
    print('y =', y)

运行结果：

<class 'Exception'>
('书名', '作者')
('书名', '作者')
x = 书名
y = 作者

如果异常有参数，它们将作为未处理异常消息的最后一部分（“详细信息”）打印。

异常处理程序不仅处理在 try 子句中立即发生的异常，还处理在 try 子句中调用（甚至间接调用）的函数中发生的异常。例如：

def fails():
    x = 1/0


try:
    fails()
except ZeroDivisionError as err:
    print('处理运行时错误:', err)

运行结果：

处理运行时错误: division by zero

官方文档：

https://docs.python.org/3.9/tutorial/errors.html

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