python异常处理

在写python代码的过程中可能会出现一些错误，这些错误可区分为2类：语法错误 和 异常~

语法错误

>>> a = 2
>>> if a > 0 print('OK');
  File "<stdin>", line 1
    if a > 0 print('OK');
                 ^
SyntaxError: invalid syntax

  如上语句即 存在语法错误，if 语句的条件后面没有冒号 ‘:’。 语法错误也称为解析错误，这类错误在程序执行之前就会被Python解释器检测到。如果使用IDE工具开发（例如 pycharm），pycharm会直接使用下标的红线提示开发者这里存在语法错误。这类错误必须在程序运行前就改正~

异常

代码不存在语法错误，在运行过程中出现的逻辑错误，即为异常~

>>> 1 / 0
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ZeroDivisionError: division by zero
>>> 
>>> 
>>> lst = ['a', 'b', 'c']
>>> lst[2]
'c'
>>> lst[3]
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: list index out of range

  程序在运行过程中，一旦发生异常，且发生的异常没有被捕获或者处理，则程序就会停止运行。   异常有不同的类型，在发生异常时，异常的类型及发生异常的原因 会被打印出来。上述示例中，第一个异常为 ZeroDivisionError（除数不能为0），第二个异常为 IndexError（列表指针超出范围）。   ZeroDivisionError 和 IndexError 都为Python的内置异常，即 python解释器 已经定义好的异常类型，常见的内置异常还有：StopIteration，GeneratorExit，AssertionError，EOFError，IOError，OSError等等。关于Python的内置异常及说明可参阅：https://docs.python.org/zh-cn/3.7/library/exceptions.html#bltin-exceptions  

这些内置异常都继承于Exception类（自定义的异常一般也是直接或间接地继承自Exception类），且所有 内置异常的名称都存在于 内置名称空间中，可直接使用，而不需要 'import exceptions模块'。

异常处理

try...except... 语句

try...except... 语句用于捕获异常 及 对异常的处理。这样程序在发生异常时，可针对性的做出处理，避免程序的中断~，try...except... 语句的语法如下：

try:
    可能发生异常的语句块
except [异常类型1]:
    处理异常1的语句
except [异常类型2]:
    处理异常2的语句

示例：

try:
    a = 1/0
except ZeroDivisionError:
    print('除数不能为0')

  try...except... 语句的工作原理如下：

• 首先自上而下 执行 try 语句块中的代码（一般将可能发生异常的语句写在 try语句块 中）
• 如果没有发生异常，try语句块 中的代码执行完成后，将跳过 except语句块，继续向下执行
• 如果 try语句块 中有异常发生，则 try语句块 中剩下的代码将不会被执行。如果这个异常类型和 某一个 except 关键字后面的异常匹配，则执行这个 except 中的子句。
• 如果 try语句块 中出现的异常类型 和所有 except 关键字后面的异常都不匹配，则这个异常会被传递到外部的 try 语句中，如果外部没有做异常处理，程序将中断并打印错误信息~   若 try语句块 中除了 ZeroDivisionError 异常外，还存在别的异常：

try:
    num = int(input("Enter a number: "))    # 这里可能会发生 ValueError 异常
    a = 1/0
except ZeroDivisionError:
    print('除数不能为0')

对于可能会先发生的 ValueError 异常，异常类型和 except 关键字后面的异常不匹配，那么这个 异常 将不会被 这个except 捕获，于是这个异常就会被传递到外部~，结果输出如下：

Enter a number: abc
Traceback (most recent call last):
  File "...test.py", line 9, in <module>
    num = int(input("Enter a number: "))    # 这里可能会发生 ValueError
ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'abc'

  这个时候，可以使用多个 except 来捕获异常：

try:
    num = int(input("Enter a number: "))    # 这里可能会发生 ValueError
    a = 1/0
except ZeroDivisionError:
    print('除数不能为0')
except ValueError:
    print('请输入数字~')
# 结果输出：
Enter a number: abc
请输入数字~

当然也可以使用一个万能异常 Exception 来处理。由于内置异常和自定义异常都直接或间接地继承自 Exception，所以 Exception 可以用来匹配任何异常。这样做的优势在于 可以针对所有的异常统一进行捕获，缺点在于 不能针对指定的异常做出相应的处理，而是统一使用一种方式进行处理~

try:
    num = int(input("Enter a number: ")) 
    a = 1/0
except Exception:
    pass

  在实际的应用中，一般这两种方式会被结合使用：针对指定的那么几个异常分别进行捕获并做相应的处理，剩下的所有异常都统一使用 Exception 来捕获~

try:
    f = open('myfile.txt')
    s = f.readline()
    i = int(s.strip())
except OSError as err:
    print(err)
except ValueError:
    print("数据类型无法转换")
except Exception:
    print('Unexpected error')

最后的 Exception异常名 也可以省略不写（默认就是 Exception ）

except:
    print('Unexpected error')

as 获取异常信息

异常发生时，都会有关于这个异常的具体描述信息，异常的描述信息可通过 as 关键字获取，这个在上述示例中已经有使用~

try:
    f = open('myfile.txt')
    s = f.readline()
    i = int(s.strip())
except OSError as err:
    print(err)
# 若文件不存在，或有如下输出：
[Errno 2] No such file or directory: 'myfile.txt'

try...except...else... 语句

else 为可选字句，放在 except 字句后面，若 try 语句块中没有异常发生，则会执行else 语句块中的代码~

try:
    f = open('myfile.txt')
    s = f.readline()
    i = int(s.strip())
except OSError as err:
    print(err)
else:
    f.close()        # try 语句块正常执行完成后，关闭打开的文件

try...except...finally... 语句

finally 也为可选字句，放在所有语句块的最后。不管 try 语句块中是否触发异常，都会执行 finally 语句块中的代码。finally 语句块中的代码一般都用于 关闭系统资源，例如关闭文件，关闭数据库连接等~

def connDB():
    try:
        conn = pymysql.connect(host=HOST, user=USER, password=PASSWD, database=DATEBASE, charset='utf8', cursorclass=pymysql.cursors.DictCursor)
        return conn
    except Exception:
        logger.error("can not connect to database!")
        exit()
        
db = connDB()

try:
		...
    pass
except:
		...
    pass
finally:
    db.close()

  在操作文件时，还可以使用 with...as... 语句来自动关闭文件，即不管 with语句块 中是否触发异常，with语句块执行完毕后都会自动关闭文件~

try:
    f = open('myfile.txt', mode='r')
    a = 1/0
except Exception:
    print(f.closed)    # False，当 try语句块中发生异常，文件没有被关闭 
##############
try:
    with open('myfile.txt', mode='r') as f:
        a = 1 / 0
except Exception:
    print(f.closed)    # True，文件已经自动关闭

raise触发异常

raise语句用于手动触发异常，触发的异常可以通过传递参数说明异常的原因，例如：

>>> raise IndexError('lst out of range')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: lst out of range

  在 except语句块中，若不想对捕获的异常进行处理，则可以使用 raise语句 重新触发异常，由外层的 try语句来进行处理~

try:
    raise ZeroDivisionError('abc')
except ZeroDivisionError:
    print('除数为0')
    raise    # 更简单的写法，重新触发捕获到的异常

assert 语句

assert语法：

assert expression

assert 关键字根据后面的表达式的真假来确定程序是否继续往下执行。若表达式返回为True，则程序继续往下执行，若为False，则触发 AssertionError 异常~

print('start...')
assert 1 == 1
print('end...')
# 输出结果：
start...
end...
################
print('start...')
assert 1 == 2
print('end...')
# 输出结果：
start...
Traceback (most recent call last):
  File ".../test.py", line 17, in <module>
    assert 1 == 2
AssertionError

自定义异常

通过继承 Exception 类来创建自定义的异常；自定义异常应该尽量保持异常类的简单，一般自定义异常仅用于提取特有的错误信息~。自定义异常示例如下：

class MyError(Exception):
    def __init__(self, ErrorInfo):
        Exception.__init__(self)
        self.errorinfo=ErrorInfo
    def __str__(self):
        return self.errorinfo

  **注意：**自定义的异常类只能通过 raise关键字 来手动触发。

traceback追踪异常

使用 traceback 关键字追踪异常，需要导入 traceback 模块（import traceback）。

import traceback
try:
    f = open('myfile.txt', mode='r')
    a = 1/0
except Exception:
    traceback.print_exc()       
    logger.error(traceback.format_exc())    #使用日志模块记录 异常的详细信息，或使用 traceback.print_exc(file=path) 记录到指定文件
# 输出信息如下：
Traceback (most recent call last):
  File "/Users/luyi/PycharmProjects/untitled/day26/test.py", line 12, in <module>
    a = 1/0
ZeroDivisionError: division by zero

这里异常信息的输出和不捕获异常时候系统的输出一致，其实 traceback.print_exc() 函数调用了sys.exc_info() 函数来完成 异常信息的输出，traceback.print_exc()的源码如下：

def print_exc(limit=None, file=None):
    """Shorthand for 'print_exception(sys.exc_type, sys.exc_value, sys.exc_traceback, limit, file)'.
    (In fact, it uses sys.exc_info() to retrieve the same information
    in a thread-safe way.)"""
    if file is None:
        file = sys.stderr
    try:
        etype, value, tb = sys.exc_info()      # 调用了 sys.exc_info() 函数
        print_exception(etype, value, tb, limit, file)
    finally:
        etype = value = tb = None

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