0.编程错误

编写程序时遇到的错误可大致分为 2 类，分别为语法错误和运行时错误。语法错误，也就是解析代码时出现的错误。当代码不符合 Python 语法规则时，Python解释器在解析时就会报出 SyntaxError 语法错误，与此同时还会明确指出最早探测到错误的语句。语法错误多是开发者疏忽导致的，属于真正意义上的错误，是解释器无法容忍的，因此，只有将程序中的所有语法错误全部纠正，程序才能执行。运行时错误，即程序在语法上都是正确的，但在运行时发生了错误。

异常类型

含义

AssertionError

当 assert 关键字后的条件为假时，程序运行会停止并抛出 AssertionError 异常

AttributeError

当试图访问的对象属性不存在时抛出的异常

IndexError

索引超出序列范围会引发此异常

KeyError

字典中查找一个不存在的关键字时引发此异常

NameError

尝试访问一个未声明的变量时，引发此异常

TypeError

不同类型数据之间的无效操作

ZeroDivisionError

除法运算中除数为 0 引发此异常

当一个程序发生异常时，代表该程序在执行时出现了非正常的情况，无法再执行下去。默认情况下，程序是要终止的。如果要避免程序退出，可以使用捕获异常的方式获取这个异常的名称，再通过其他的逻辑代码让程序继续运行，这种根据异常做出的逻辑处理叫作异常处理。开发者可以使用异常处理全面地控制自己的程序。异常处理不仅仅能够管理正常的流程运行，还能够在程序出错时对程序进行必的处理。大大提高了程序的健壮性和人机交互的友好性。

1.异常处理

Python 中，用try except语句块捕获并处理异常，其基本语法结构如下所示：

try:
     可能产生异常的代码块
 except [ (Error1, Error2, ... ) [as e] ]:
     处理异常的代码块1
 except [ (Error3, Error4, ... ) [as e] ]:
     处理异常的代码块2
 except  [Exception]:
     处理其它异常

该格式中，[] 括起来的部分可以使用，也可以省略。其中各部分的含义如下：

  • (Error1, Error2,...) 、(Error3, Error4,...)：其中，Error1、Error2、Error3 和 Error4 都是具体的异常类型。显然，一个 except 块可以同时处理多种异常。
  • [as e]：作为可选参数，表示给异常类型起一个别名 e，这样做的好处是方便在 except 块中调用异常类型（后续会用到）。
  • [Exception]：作为可选参数，可以代指程序可能发生的所有异常情况，其通常用在最后一个 except 块。

从try except的基本语法格式可以看出，try 块有且仅有一个，但 except 代码块可以有多个，且每个 except 块都可以同时处理多种异常。当程序发生不同的意外情况时，会对应特定的异常类型，Python 解释器会根据该异常类型选择对应的 except 块来处理该异常。

try except 语句的执行流程如下：

  1. 首先执行 try 中的代码块，如果执行过程中出现异常，系统会自动生成一个异常类型，并将该异常提交给 Python 解释器，此过程称为捕获异常。
  2. 当 Python 解释器收到异常对象时，会寻找能处理该异常对象的 except 块，如果找到合适的 except 块，则把该异常对象交给该 except 块处理，这个过程被称为处理异常。如果 Python 解释器找不到处理异常的 except 块，则程序运行终止，Python 解释器也将退出。

事实上，不管程序代码块是否处于 try 块中，甚至包括 except 块中的代码，只要执行该代码块时出现了异常，系统都会自动生成对应类型的异常。但是，如果此段程序没有用 try 包裹，又或者没有为该异常配置处理它的 except 块，则 Python 解释器将无法处理，程序就会停止运行；反之，如果程序发生的异常经 try 捕获并由 except 处理完成，则程序可以继续执行。

其实，每种异常类型都提供了如下几个属性和方法，通过调用它们，就可以获取当前处理异常类型的相关信息：

  • args：返回异常的错误编号和描述字符串；
  • str(e)：返回异常信息，但不包括异常信息的类型；
  • repr(e)：返回较全的异常信息，包括异常信息的类型。

在原本的try except结构的基础上，Python 异常处理机制还提供了一个 else 块，也就是原有 try except 语句的基础上再添加一个 else 块，即try except else结构。使用 else 包裹的代码，只有当 try 块没有捕获到任何异常时，才会得到执行；反之，如果 try 块捕获到异常，即便调用对应的 except 处理完异常，else 块中的代码也不会得到执行。

Python 异常处理机制还提供了一个 finally 语句，通常用来为 try 块中的程序做扫尾清理工作。注意，和 else 语句不同，finally 只要求和 try 搭配使用，而至于该结构中是否包含 except 以及 else，对于 finally 不是必须的（else 必须和 try except 搭配使用）。

在整个异常处理机制中，finally 语句的功能是：无论 try 块是否发生异常，最终都要进入 finally 语句，并执行其中的代码块。基于 finally 语句的这种特性，在某些情况下，当 try 块中的程序打开了一些物理资源（文件、数据库连接等）时，由于这些资源必须手动回收，而回收工作通常就放在 finally 块中。Python 垃圾回收机制，只能帮我们回收变量、类对象占用的内存，而无法自动完成类似关闭文件、数据库连接等这些的工作。

程序由于错误导致的运行异常，是需要程序员想办法解决的；但还有一些异常，是程序正常运行的结果，比如用 raise 手动引发的异常。raise 语句的基本语法格式为：

raise [exceptionName [(reason)]]

其中，用 [] 括起来的为可选参数，其作用是指定抛出的异常名称，以及异常信息的相关描述。如果可选参数全部省略，则 raise 会把当前错误原样抛出；如果仅省略 (reason)，则在抛出异常时，将不附带任何的异常描述信息。也就是说，raise 语句有如下三种常用的用法：

  1. raise：单独一个 raise。该语句引发当前上下文中捕获的异常（比如在 except 块中），或默认引发 RuntimeError 异常。
  2. raise 异常类名称：raise 后带一个异常类名称，表示引发执行类型的异常。
  3. raise 异常类名称(描述信息)：在引发指定类型的异常的同时，附带异常的描述信息。

在实际调试程序的过程中，有时只获得异常的类型是远远不够的，还需要借助更详细的异常信息才能解决问题。捕获异常时，有 2 种方式可获得更多的异常信息，分别是：

  1. 使用 sys 模块中的 exc_info 方法；
  2. 使用 traceback 模块中的相关函数。

exc_info() 方法会将当前的异常信息以元组的形式返回，该元组中包含 3 个元素，分别为 type、value 和 traceback，它们的含义分别是：

• type：异常类型的名称，它是 BaseException 的子类
• value：捕获到的异常实例。
• traceback：是一个 traceback 对象。

除了使用 sys.exc_info() 方法获取更多的异常信息之外，还可以使用 traceback 模块，该模块可以用来查看异常的传播轨迹，追踪异常触发的源头。