16.python異常處理

Python 有兩種錯誤很容易辨認：語法錯誤和異常(本文將重點介紹python的異常)。

python語法錯誤：

Python 的語法錯誤或者稱之為解析錯，是初學者經常碰到的；

>>>while True print('Hello world')
  File "<stdin>", line 1, in ?
    while True print('Hello world')
                   ^
SyntaxError: invalid syntax

函數 print() 被檢查到有錯誤，是它前面缺少了一個冒號 : 。語法分析器指出了出錯的一行，並且在最先找到的錯誤的位置標記了一個小小的箭頭。

python異常：

即便 Python 程式的語法是正確的，在運行它的時候，也有可能發生錯誤。運行期檢測到的錯誤被稱為異常。異常即是一個事件，該事件會在程式執行過程中發生，影響了程式的正常執行；一般情況下，在Python無法正常處理程式時就會發生一個異常；異常是Python對象，表示一個錯誤；當Python腳本發生異常時我們需要捕獲處理它，否則程式會終止執行。

>>>10 * (1/0)                         # 0 不能作為除數，觸發異常
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in ?
ZeroDivisionError: division by zero

>>> 4 + spam*3                        # spam 未定義，觸發異常
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in ?
NameError: name 'spam' is not defined

>>> '2' + 2                           # int 不能與 str 相加，觸發異常
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in ?
TypeError: Can't convert 'int' object to str implicitly

異常以不同的類型出現，這些類型都作為信息的一部分列印出來: 例子中的類型有 ZeroDivisionError，NameError 和 TypeError。錯誤信息的前面部分顯示了異常發生的上下文，並以調用棧的形式顯示具體信息。

python異常的處理：

python提供了兩個非常重要的功能來處理python程式在運行中出現的異常和錯誤。你可以使用該功能來調試python程式。異常處理和斷言(Assertions)。

異常處理涉及的5個關鍵字：

try：理解它是掃描器，將可能出現異常的代碼放入其中；如果在執行的過程中出現異常對象了，掃描器會立即察覺到此異常對象，但是它沒有處理它的能力，所以會將異常對象給到except(捕獲器)進行處理。

except：理解它是捕獲器，後面可以定義異常類型，並且和as關鍵字配合使用；定義多個except是合法的，但是它的執行順序是有由上往下，一旦匹配上某個except，之後的就不執行了；匹配成功就理解將異常對象捕獲住並且kill，順便會執行except內部的代碼。(註意：except不能捕獲處理類似於語法錯誤這種情況)

finally：將一定需要被執行的代碼定義其中，【記住】：finally一定會被執行(核心)；使用場景：像關閉文件、斷開資料庫連接等行為都可以放入到finally中。

else：位置在finally前，except後；效果/作用類似於迴圈；沒有異常對象出現，else就會被執行，反之不會被執行。

raise：手動拋出一個異常類型的對象，定義：raise 異常類型(msg)。

定義格式：

格式一：  多個except語句併列存在，每個except包含一種類型，如果它們之間沒有子父類的關係(互斥)，那麼誰上誰下無所謂， 如果它們之間存在子父類的關係(包含)，那麼小的在上，大的在下。

try:
        語句塊1
except 異常類型1 as e:
        語句塊2                              
except 異常類型2 as e:
        語句塊3              
except 異常類型3 as e:
        語句塊4
finally:
        語句塊5       

格式二：一個except具備多個捕獲能力(捕獲多種不同類型異常對象)。

try:
         語句塊1
except 異常類型1 as e:
         語句塊2                              
except 異常類型2 as e:
         語句塊3              
except 異常類型3 as e:
         語句塊4
except (異常類型4,異常類型5,...,異常類型m) as e:
finally:
         語句塊5                                        

格式三：Exception是所有異常類型的父類型，它都是定義在最後一個except的位置。         

try:
        語句塊1
except 異常類型1 as e:
        語句塊2                              
except 異常類型2 as e:
        語句塊3              
except 異常類型3 as e:
        語句塊4
except (異常類型4,異常類型5,...,異常類型m) as e:
        語句塊5
except Exception as e:
        語句塊6
finally:
              語句塊7

格式四： 【Exception的簡化版使用】：如果定義了except，那麼它必須是最後一個except，它可以理解為是Exception的簡化形式         

try:
        語句塊1
except 異常類型1 as e:
        語句塊2                              
except 異常類型2 as e:
        語句塊3              
except 異常類型3 as e:
        語句塊4
except (異常類型4,異常類型5,...,異常類型m) as e:
        語句塊5
except:
        語句塊6
finally:
        語句塊7              

 代碼演示自動拋出異常對象：

 2 
 3 def div(a,b):
 4     print(a / b)
 5 
 6 div(10,0)
 7 
 8 # 演示異常處理的方式一：try ... except ...
 9 try:
10      print(10/0)
11 except ZeroDivisionError as e:
12      print(e)
13 
14 try:
15     print("abc"+123)
16 except TypeError as e:
17     print(e)
18 
19 try:
20     print(a)
21 except NameError as e:
22     print(e)
23 
24 try:
25     lt = [1,2,3,4,5]
26     print(lt[5])
27 except IndexError as e:
28     print(e)
29 
30 try:
31     fr = open(r'C:\Users\Administrator\Desktop\kaifanglist1.txt','r',encoding='utf-8')
32     print(fr.read())
33     fr.close()
34 except FileNotFoundError as e:
35     print(e)
36 
37 except(ZeroDivisionError,TypeError,NameError,IndexError,FileNotFoundError) as e:
38      print('我能捕獲5種類型的異常對象...')
39  
40 except Exception as e:
41      print('我是所有異常類型的父類型，我能解決所有的異常類型對象...')
42  
43 except:
44     print('我是Exception的簡化形式，我只能出現在最後一個except的位置...')

代碼演示finally語句的使用：將一定要被執行的代碼定義在finally中，不管之前的代碼怎麼樣(異常是否被解決)，finally一定會被執行，在後期的學習和開發中，我們將關閉文件、關閉資料庫連接等操作都定finally中。

 1 try:
 2      fr = open(r'C:\Users\Administrator\Desktop\a.txt','r')       # 文件能打開
 3      print(fr.read())
 4      print(10 / 0)
 5      # fr.close()        # 因為關閉文件操作是一定要被執行的 但是在try裡面也有可能存在風險性，當print(10 / 0)行不了，則無法執行close操作，所以關閉文件需要放在finally語句當中
6 except:
 7      print('解決異常')
 8 finally:
 9      print('我是finally，我一定會被執行...')
10      fr.close()
11 
12 
13 # 但是如果一開始就是一個打不開的文件，則也沒有辦法關閉文件
14 fr = 0
15 try:
16      fr = open(r'C:\Users\Administrator\Desktop\a111.txt','r')    # 沒有此文件名 （文件存在則fr不為None值）
17      print(fr.read())
18 except:
19      print('解決異常')
20 finally:
21      print('我是finally，我一定會被執行...')
22      if fr:                                                       # fr為None值則if為False,否則為True,執行以下指令（為了安全性）
23            fr.close()

finally案例演示二(進一步理解)：

 1 # Finally案例：分別輸出了哪些內容，返回值是多少
 2 
 3 def func():
 4     try:
 5         print('我是try...')
 6         print(10 / 2)
 7         return 1       #執行此步 則函數就結束了，又因為finally一定要被執行，所以return 1不會被執行，直接調到finally
 8     except:
 9         print('我是except...')
10         return 2
11     finally:
12         print('我是finally...')
13         return 3
14 
15 num = func()
16 print(num)
17 '''結果得到是       
18 我是try...
19 5.0
20 我是finally...
21 3'''
22 
23 # 如果題目改為如下，則
24 def func():
25     try:
26         print('我是try...')
27         print(10 / 0)
28         return 1
29     except:
30         print('我是except...')
31         return 2     #執行此步 則函數就結束了，又因為finally一定要被執行，所以return 2不會被執行，直接調到finally
32     finally:
33         print('我是finally...')
34         return 3
35 
36 num = func()
37 print(num)
38 '''結果得到是       
39 我是try...
40 我是except...
41 我是finally...
42 3'''
43

【補充】with open...操作：不需要程式員人為的去書寫 close() 函數

1 With open(r'C:\Users\Administrator\Desktop\a.txt','r')as fr:
2     print(fr.read())

解決異常也是一樣：

1 try:
2     with open(r'C:\Users\Administrator\Desktop\a.txt','r') as fr:
3         print(fr.read())
4 except:
5     print('解決異常...')

代碼演示else語句和異常處理機制配合使用：如果try中沒有出現異常對象，那麼else語句就一定會被執行，如果try中出現了異常對象，就算被處理了，else還是不會被執行。

 1 try:
 2     print('我是try...')
 3     print(10 / 0)  
 4 except Exception as e:
 5     print('我是except...')
 6 else:
 7     print('我是else...')
 8 finally:
 9     print('我是finally...')

10 #得到   
11 我是try...
12 我是except...
13 我是finally...
14 
15 #如果把print(10 / 0) 改為print(10 / 2)
16 
17 #得到   
18 我是try...
19 5.0
20 我是else...
21 我是finally...

代碼演示raise的使用：(手動拋出異常對象)

 1 age = 18 
 2 if age < 0 or age > 130:
 3      try:         
 4           raise Exception('年齡有問題...')     
 5      except:         
 6           print('年齡不合法...正在處理')         
 7           pass 
 8 else:     
 9      print('年齡為：%d' %age)
10 print('能走嗎？')
11 
12 #得到結果為     
13 年齡為：18
14 能走嗎？
15 
16 #如果第一行是age=-18
17 #得到結果為     
18 年齡不合法...正在處理
19 能走嗎？

 1 # 演示異常處理的方式二：不斷往上級傳遞異常對象，迴避問題的方式
 2 
 3 def m1():
 4     print('我是m1...')
 5     print(10 / 0)
 6 
 7 def m2():
 8     print('我是m2...')
 9     # try:
10     m1()
11     # except:
12     #     pass
13 
14 def m3():
15     print('我是m3...')
16     try:
17         m2()
18     except:
19         pass
20 
21 m3()
22 #得到結果  
23 我是m3...
24 我是m2...
25 我是m1...

python標準異常總結：

【註意事項】：

1).try...finally這種格式是合法的，但是它喪失瞭解決異常對象的能力(所以不會使用)

2).else語句必須配合except使用，出現位置一定是在最後一個except的後面

3).常見的運行時異常類型：ZeroDivisionError：分母為0的異常；TypeError：類型有誤的異常； NameError：沒有定義就使用的異常；IndexError：下標越界的異；FileNotFoundError：文件找不到的異常；...

4).with open ... as ...語句可以優化原始的open操作！體現：它不需要手動close()文件對象

總結：學習異常對象簡單歸納為5個關鍵字：try except finally else raise

python的assert（斷言）：

Python的assert（斷言）用於判斷一個表達式，在表達式條件為 false 的時候觸發異常。斷言可以在條件不滿足程式運行的情況下直接返回錯誤，而不必等待程式運行後出現崩潰的情況，例如我們的代碼只能在 Linux 系統下運行，可以先判斷當前系統是否符合條件。

語法格式如下：assert expression

等價於：

if not expression:

        raise AssertionError

assert 後面也可以緊跟參數: assert expression [, arguments]

等價於：

if not expression:

        raise AssertionError(arguments)

代碼演示assert示例：

 1 >>> assert True     # 條件為 true 正常執行
 2 >>> assert False    # 條件為 false 觸發異常
 3 Traceback (most recent call last):
 4   File "<stdin>", line 1, in <module>
 5 AssertionError
 6 
 7 >>> assert 1==1    # 條件為 true 正常執行
 8 >>> assert 1==2    # 條件為 false 觸發異常
 9 Traceback (most recent call last):
10   File "<stdin>", line 1, in <module>
11 AssertionError
12 
13 >>> assert 1==2, '1 不等於 2'
14 Traceback (most recent call last):
15   File "<stdin>", line 1, in <module>
16 AssertionError: 1 不等於 2
17 
18 
19 # 判斷當前系統是否為 Linux，如果不滿足條件則直接觸發異常，不必執行接下來的代碼：
20 import sys
21 assert ('linux' in sys.platform), "該代碼只能在 Linux 下執行"
22 # 接下來要執行的代碼