1.1 異常是什麼

python使用異常對象來表示異常狀態，併在遇到錯誤時引發異常。異常對象未被處理，程式將終止並顯示一條錯誤信息。

我們可以通過各種方法引發和捕獲錯誤，並採取對應措施。

1.2 將“錯誤”變成異常

自主地引發異常

1.2.1 raise語句

我們通過預測異常可能發生的位置，通過raise語句主動拋出異常，用except語句來接收前面出現的異常，並作出對應的操作

def divide(x, y):
    if y == 0:
    	# 引出異常
        raise ZeroDivisionError("Division by zero!")
    else:
        return x / y

# 測試
try:
    result = divide(6, 0)
# 接收異常
except ZeroDivisionError as ex:
    print(f"Error: {str(ex)}")
else:
    print(result)
> Error: Division by zero!

一些常見的內置異常類

Exception   # 幾乎所有異常類均由這個派生而來
AttributeError	試圖訪問一個對象沒有的樹形，比如foo.x，但是foo沒有屬性x
IOError	輸入/輸出異常；基本上是無法打開文件
ImportError	無法引入模塊或包；基本上是路徑問題或名稱錯誤
IndentationError	語法錯誤（的子類） ；代碼沒有正確對齊
IndexError	下標索引超出序列邊界，比如當x只有三個元素，卻試圖訪問x[5]
KeyError	試圖訪問字典里不存在的鍵
KeyboardInterrupt	Ctrl+C被按下
NameError	使用一個還未被賦予對象的變數
SyntaxError	Python代碼非法，代碼不能編譯(個人認為這是語法錯誤，寫錯了）
TypeError	傳入對象類型與要求的不符合

1.3 自定義的異常類

首先，要直接或間接地繼承Exception類

格式

class 異常類名(Exception):
	pass

利用自定義的異常類對1.2中的例子進行改進

class MyException(Exception):  # 自定義異常類
    pass

def divide(x, y):
    if y == 0:
        raise MyException("Division by zero!")
    else:
        return x / y

# 測試
try:
    result = divide(6, 0)
except MyException as ex:
    print(f"Error: {str(ex)}")
else:
    print(result) 

1.3.1一個具體使用場景

檢查用戶輸入的郵件格式，不對則報錯

class InvalidEmailException(Exception):
    def __init__(self, email):
        self.email = email
        self.message = f"{email} is not a valid email address. Please try again."
        super().__init__(self.message)

def send_email(to, subject, body):
    if "@" not in to:
        raise InvalidEmailException(to)  # 拋出異常
    print(f"Email sent to {to} with subject '{subject}' and body '{body}'.")

# 測試
try:
    send_email("invalid-email", "Test email", "This is a test email.")
except InvalidEmailException as ex:
    print(f"Error: {ex.message}")

第五行super().__init__(self.message) 調用基類 Exception 的構造函數來初始化 self.message。

Exception的構造函數：

class Exception(BaseException):
    def __init__(self, *args: object) -> None:
        """
        Initialize self.  See help(type(self)) for accurate signature.
        """
        pass

構造函數接受可變長度的參數 *args，但是它並沒有執行任何實際操作，只是一個空的 pass 語句。這意味著，我們可以在自定義異常類的構造函數中調用父類 Exception 的構造函數，同時傳遞自定義的錯誤消息作為參數。

關於第五行的作用：

• 第5行的作用只是使用基類 Exception 的構造函數，來完成可能會影響異常的某些其他行為，如設置異常的堆棧跟蹤信息等。這些信息可以幫助程式員更輕鬆地找到代碼中發生異常的位置。

  因此，雖然第5行實際上不是非常必要，但它是一個良好的實踐，可以幫助進一步豐富異常信息。

• 個人認為，可以通過重寫Exception的構造函數

• 猜想：可能會定義多個自定義類，通過定義Exception參數的方式，進行類之間的異常信息傳遞

1.3.2 同時監測多種異常

將異常類型以元組形式展現（沒有採用raise，等待程式拋出異常並接收）

class CustomException(Exception):
    def __init__(self, message):
        super().__init__(message) # 與上個程式第五行同理

# 若出現異常，則要求用戶重新輸入
while True:
    try:
        # 獲取用戶輸入的除數和被除數
        divisor = int(input("Enter the divisor: "))
        dividend = int(input("Enter the dividend: "))
        result = dividend / divisor
    # 通過元組進行多種異常監測
    except (ZeroDivisionError, TypeError, ValueError) as ex:
        # 捕獲多種異常
        print(ex)
    else:
        print(f"The result of division is: {result}")
        break  # 成功即跳出迴圈

運行結果

Enter the divisor: 0
Enter the dividend: 1
division by zero
Enter the divisor: we
invalid literal for int() with base 10: 'we'
Enter the divisor: 2
Enter the dividend: 1
The result of division is: 0.5

1.3.3 一網打盡的異常和else

同時監測多個異常可能不夠，可以一網打盡

# 若出現異常，則要求用戶重新輸入
while True:
    try:
        # 獲取用戶輸入的除數和被除數
        divisor = int(input("Enter the divisor: "))
        dividend = int(input("Enter the dividend: "))
        result = dividend / divisor
    # 通過元組進行多種異常監測
    except Exception as ex:   
    #對所有Exception的子類異常進行監測，只有發生了對應的子類異常，才會被捕獲
        # 捕獲多種異常
        print(ex)
    else:  # 通過else語句實現迴圈，這裡是except語句的else, 當不執行except語句時，執行else
        print(f"The result of division is: {result}")
        break  # 成功即跳出迴圈

運行結果

Enter the divisor: er
invalid literal for int() with base 10: 'er'
Enter the divisor: 0
Enter the dividend: 1
division by zero
Enter the divisor: 1
Enter the dividend: 2
The result of division is: 2.0

tip:

在編寫代碼時，最好不要捕獲所有異常類型。我們應該儘可能地特定地捕獲那些預期的、已知的異常類型，並將其他異常類型傳遞給更高層的異常處理機制進行處理。這樣可以更加有效地調試和解決問題，而且代碼更加可讀和可維護。

1.3.4 最後的finally

無論是否發生異常，finally語句均會運行。多用於執行清理工作。

如：關閉文件，關閉網路套接字等

try:
    1 / 2
except NameError:
    print("Unknown wariable")
else:
    print('That went well')
finally:
    print('Cleaning up.')

運行結果

That went well
Cleaning up.

1.3.5 異常的傳遞

如果不處理函數中引發的異常，它將向上傳播到調用函數中，直到主程式，若主程式中還是不能處理異常，程式將通知並顯示站跟蹤信息。

def faulty():
    raise Exception("wrong")

def ig_exception():
    faulty()

def hl_exception():
    try:
        faulty()
    except:
        print('Exception handled')
ig_exception()

運行結果：列印了棧跟蹤信息和異常信息

Traceback (most recent call last):
  File "d:\M\github\Python\Demo\t12.py", line 12, in <module>
    ig_exception()
  File "d:\M\github\Python\Demo\t12.py", line 5, in ig_exception
    faulty()
  File "d:\M\github\Python\Demo\t12.py", line 2, in faulty
    raise Exception("wrong")
Exception: wrong

若是只調用hl_exception() 異常會被處理，程式不會終止

hl_exception()
print("hello")  # 列印出結果，說明程式未終止，仍在運行
> Exception handled
> hello

1.4 異常之禪

• 除了使用try/except語句來處理異常外，還可以使用if/else語句，只是不推薦這樣做
• 可以檢查對象是否包含特定的屬性

try:
	obj.write
except AttributeError:
	print('The object is not worteable')
else:
	print('The object is writeable')

• 不那麼異常的時候，可以發出警告，由模塊warning 中的函數warn提供

from warnings import warn
warn('got a bad feeling.')
print('hello')   # 可以列印，說明程式仍在運行
> 
d:\M\github\Python\Demo\t12.py:2: UserWarning: got a bad feeling.
  warn('got a bad feeling.')
hello