python中级之异常处理

标签：中级 num1 num2 python except try print 异常

什么是异常

## 异常是程序运行时可能发生的错误或意外情况

## 本篇博客主要写的是异常相关知识，在 Python 代码的编写过程中经常会出现异常，一般情况下程序员都叫做 出 BUG 了，这个 BUG 就是臭虫的意思，表示程序出臭虫了。当然很多时候我们也戏称“无 BUG，不编程”。

异常的分类

- 内建异常（Built-in Exceptions）：由Python内部定义的异常，例如ZeroDivisionError、NameError等。
- 用户自定义异常：由程序员自己定义的异常，用于满足特定的业务需求。

Python 异常捕获是什么

程序异常，就是程序出错了，程序员一般叫做 BUG（八哥），写程序不出错是不可能发生的事情，而程序员要做的事情就是及时的捕获错误，修改错误。

最常见的错误 - 除数为 0

在数学中也存在类似的问题，除数不可以为 0。相同的概念在编程中也是存在的。

num1 = 20
num2 = 0
num3 = num1 / num2
print(num3)

运行代码出现下面的错误：

Traceback (most recent call last):
  File "D:/gun/2/demo7.py", line 3, in <module>
    num3 = num1 / num2
ZeroDivisionError: division by zero

错误内容就是末尾的 ZeroDivisionError: division by zero ，当出现错误程序崩溃，终止运行。错误异常中也提示了错误出现的行数 line 3 在第三行，但查看行号排查错误在很多时候无法直接解决问题，因为出错的地方不在行号那一行，修改 BUG 的效率一般会随着你对 Python 学习的深入逐步增强改善。

异常捕获的语法

try … except 语句

刚才的程序出现错误就终止运行了，如何避免程序被强迫终止，出现问题提示出问题，然后继续运行呢？这就是 try … except 语句使用的场景了。

语法格式：

try:
	可能会出错的代码
except 异常对象:
	处理异常代码

按照上述语法格式修改上文代码。

num1 = 20
num2 = 0
try:
    num3 = num1 / num2
except ZeroDivisionError:
    print("除数不可以为 0 ")

此时程序不会报错，当发现除数为 0 会进入异常处理，直接输出除数不能为 0。

try 表示测试代码部分是否存在异常，except 表示捕获异常，前提是出现异常。如果 try 语句中没有任何错误，except 中的代码不会执行。

还有一点需要注意，在 except 后面是异常对象，该异常对象我们设置为 ZeroDivisionError 这是因为已经知道是会出现这个异常，如果在编码过程中不知道会出现哪种异常，依旧会出现错误。

num1 = 20
num2 = "abc"
try:
    num3 = num1 / num2
except ZeroDivisionError:
    print("除数不可以为 0 ")

上述代码依旧会报错，报错的异常为：

Traceback (most recent call last):
  File "D:/gun/2/demo7.py", line 4, in <module>
    num3 = num1 / num2
TypeError: unsupported operand type(s) for /: 'int' and 'str'

如果想在 except 后面支持本异常，需要添加上 TypeError。

num1 = 20
num2 = "abc"
try:
    num3 = num1 / num2
except (ZeroDivisionError,TypeError):
    print("除数不可以为 0 ")

也可以分开编写：

num1 = 20
num2 = "abc"
try:
    num3 = num1 / num2
except ZeroDivisionError:
    print("除数不可以为 0 ")

except TypeError:
    print("除数类型不对")

该种写法在书写的时候需要预先知道会提示哪种异常，如果异常不清楚那可以省略异常对象，直接使用下述代码即可。

num1 = 20
num2 = "abc"
try:
    num3 = num1 / num2
except:
    print("除数不可以为 0 ")

try … except … else 语句

在 try … except 语句后面可以增加一个 else 语句，该语句表示的含义可以按照如下描述进行理解，当出现异常的时候执行 except 语句中的代码，当无异常执行 else 语句代码。

num1 = 20
num2 = 1
try:
    num3 = num1 / num2
except ZeroDivisionError:
    print("除数不可以为 0 ")

except TypeError:
    print("除数类型不对")

else:
    print("无异常，会被执行")

以上代码无错误，那 else 语句就会被执行到。

常见的异常类型

在编写代码的过程中，你需要掌握一些常见的异常类型，熟记它们可以帮助你快速进行错误排查。

AttributeError 某个对象没有属性
Exception 通用型异常对象
FileNotFoundError 找不到文件
IOError 输入输出异常
IndexError 索引异常
KeyError 键异常
NameError 对象名称异常
SyntaxError 语法错误
TypeError 类型错误
ValueError 值错误

以上错误都属于常见错误，其中重点以 Exception 通用异常对象与 SyntaxError 语法错误为主，它们两个是最常出现的。

很多时候其实直接使用通用异常对象 Exception 就可以了，不需要记住所有的异常类型的。

捕捉多个异常

在上文已经接触过捕捉多个异常的语法格式了，可以在学习一下。

try:
	可能出错的代码块
except 异常对象1:
	异常处理代码块
except 异常对象2:
	异常处理代码块

一个 except 捕获多个异常

Python 也支持使用一个 except 捕获多个异常，具体语法格式如下：

try:
	可能出错的代码块
except (异常对象1,异常对象2...):
	异常处理代码块

直接抛出异常

捕获到异常之后，可以直接抛出 Python 给内置好的异常信息，例如：

num1 = 20
num2 = 0
try:
    num3 = num1 / num2
except ZeroDivisionError as e:
    print(e)

except TypeError as e:
    print(e)

else:
    print("无异常，会被执行")

注意 except 后面异常对象使用 as 关键字起了一个别名叫做 e，然后直接输出 e 就是 Python 内置好的错误信息了。这里的 e 可以为任意名称，遵循变量命名规则即可。

finally 语句

try … except 语句还可以和 finally 语句配合，形成下述语法格式：

try:
	可能出错的代码块
except:
	代码出错执行的代码块
else:
	代码正常执行的代码块
finally:
	无论代码是否有异常出现都会执行的的代码块

finally 语法需要与 try 语句配合使用，无论是否有异常出现都会执行该语句内容，具体代码大家可以自行测试即可。

自定义异常

通过创建一个新的异常类，程序可以命名它们自己的异常。
异常应该是典型的继承自Exception类，通过直接或间接的方式。
- 以下为与RuntimeError相关的实例
  - 实例中创建了一个类，基类为RuntimeError，用于在异常触发时输出更多的信息。
- 在try语句块中
  - 用户自定义的异常后执行except块语句
  - 变量 e 是用于创建Networkerror类的实例。

class Networkerror(RuntimeError):
    def __init__(self, arg):
        self.args = arg


# 在你定义以上类后，你可以触发该异常，如下所示：
try:
    raise Networkerror("handsome boy")
except Networkerror as e:
    print(e.args)

# ('h', 'a', 'n', 'd', 's', 'o', 'm', 'e', ' ', 'b', 'o', 'y')

Python 异常捕获扩展部分

使用 raise 抛出异常

主动触发异常 --- raise
# try:
#     # print(int('1'))
#     raise ValueError('字符串的 1 就不允许转换成整型!')
# except Exception as e:  # error
#     print(f"这是异常 {e}")

# 循环遇到异常也会停止运行
# while True:
#    raise ValueError()

程序断言 assert

## Python 断言是什么
Python 断言，即 Python assert 语句，简单理解就是简易版的 if 语句，用于判断某个表达式的值，结果为 True，程序运行，否则，程序停止运行，抛出 AssertionError 错误。
语法格式如下所示：
'''
assert 表达式
'''
类比 if 语句，如下所示：
if not 表达式:
	raise AssertionError
    
在 assert 表达式之后，可以增加一个参数 [, arguments]，等价的 if 语句如下所示：
if not 表达式:
	raise AssertionError(arguments)
    
模拟场景
在游戏里面设置一个未满 18 岁禁止访问的功能。

def overage18(age):
    assert age >= 18, "对不起未满18岁，无法进行游戏"
    print("享受欢乐游戏时光")
if __name__ == '__main__':
    overage18(15)
但是这个案例并不是一个完美的案例，因为断言是为了告知开发人员 ，你写的程序发生异常了。如果一个潜在错误在程序编写前就能考虑到，例如程序运行时网络中断，这个场景就不需要使用断言。

断言主要为调试辅助而生，为的是程序自检，并不是为了处理错误，程序 BUG 还是要依赖 try… except 解决。

由于断言是给开发人员看的，所以下述案例的断言是有效的。

def something():
	"""该函数执行了很多操作"""
	my_list = [] # 声明了一个空列表
	# do something
	return my_list

def func():
	"""调用 something 函数，基于结果实现某些逻辑"""
	ret = something()
	assert len(ret) == 18, "列表元素数量不对"
	# 完成某些操作
使用断言要注意：
不要用断言验证用户的输入，这是因为 python 通过命令行运行时，如果增加 -O 标识，断言就被全局禁止了，你的所有验证就都丢失了。

常用断言函数
assertEqual(a,b,msg=msg)：判断两个值是否相等；
assertNotEqual(a,b,msg=msg)：上一函数的反义；
self.assertTrue(a,msg=none)：判断变量是否为 True；
assertFalse(a,msg=none)：同上反义；
assertIsNone(obj=‘’)：判断 obj 是否为空；
assertIsNotNone(obj=‘’)：同上反义；
还有其它函数，你可以任意检索资料，极容易掌握相关用法。

扩展知识
Python 断言的适用场景
进行防御性的编程
我们在使用断言的时候，应该捕捉不应该发生的非法情况。这里要注意非法情况与异常错误之间的区别，
后者是必然存在的并且是一定要作出处理的。而断言后的条件不一定发生。

对假定条件做验证
断言是对程序员的假定做验证，因此这些假定的异常不一定会触发。

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