要么做第一個(gè)，要么做最好的一個(gè)。

目錄

我們?cè)诰帉?xiě)程序時(shí)，總會(huì)不自覺(jué)的出現(xiàn)一些錯(cuò)誤，比如邏輯錯(cuò)誤，語(yǔ)法錯(cuò)誤和一些其它的運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤等。

• 邏輯錯(cuò)誤： 這種錯(cuò)誤不會(huì)導(dǎo)致程序崩潰，它不容易被發(fā)現(xiàn)，只有在執(zhí)行結(jié)果不是我們預(yù)期的時(shí)候，才會(huì)被發(fā)現(xiàn)。
• 語(yǔ)法錯(cuò)誤： 這種錯(cuò)誤是不符合語(yǔ)法規(guī)定的錯(cuò)誤，說(shuō)白了，就是編譯器或者解釋器無(wú)法理解的代碼。出現(xiàn)這種錯(cuò)誤時(shí)，程序是不能運(yùn)行的。
• 其它運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤： 這種錯(cuò)誤是程序在運(yùn)行的過(guò)程中出現(xiàn)的，一般情況下不會(huì)出現(xiàn)，但是極端情況下會(huì)出現(xiàn)，是程序編寫(xiě)者考慮不夠周全導(dǎo)致的。

在寫(xiě)程序時(shí)一定要把所有的情況都考慮到，并且處理掉，不能有僥幸心理（認(rèn)為某種情況不會(huì)出現(xiàn)）。在程序中，只要是有可能出現(xiàn)的情況，那就一定會(huì)出現(xiàn)。

程序員也喜歡將這些錯(cuò)誤戲稱(chēng)為bug，bug代表軟件系統(tǒng)中的漏洞或缺陷，bug需要修正，否則程序是無(wú)法正常運(yùn)行的。重要的軟件系統(tǒng)如果出現(xiàn)漏洞，會(huì)帶來(lái)巨大的危害。因此，在軟件初步完成后，要進(jìn)行嚴(yán)格的，全面的測(cè)試，否則將漏洞百出。

Python 中提供了一套處理錯(cuò)誤的機(jī)制，叫做異常。

比較普通的處理錯(cuò)誤的方法，是使用if 語(yǔ)句 或斷言assert來(lái)對(duì)各種情況進(jìn)行判斷，從而進(jìn)行相應(yīng)的處理。而異常是一種更加高級(jí)的處理錯(cuò)誤的機(jī)制。

1，常見(jiàn)異常

我們來(lái)看一些Python 中常見(jiàn)的異常。

SyntaxError 異常

Python 語(yǔ)言有自己的語(yǔ)法格式和規(guī)則，如果我們沒(méi)有遵守這些規(guī)則，將會(huì)出現(xiàn)異常：

>>> print('abc')- # 右括號(hào)后邊有一個(gè)橫線(xiàn)
  File "<stdin>", line 1
    print('abc')-
                ^
SyntaxError: invalid syntax

上尖括號(hào)^指出了異常出現(xiàn)的的位置。

NameError 異常

如果我們使用了一個(gè)未定義的變量，將會(huì)出現(xiàn)該異常：

>>> print(a)  # a 變量未定義
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'a' is not defined

ZeroDivisionError 異常

進(jìn)行除法運(yùn)算時(shí)，如果除數(shù)為0，將會(huì)該異常：

>>> 1 / 0 # 除數(shù)為 0
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ZeroDivisionError: division by zero

如果程序沒(méi)有處理異常，在異常出現(xiàn)時(shí)，將會(huì)崩潰退出，Python 解釋器會(huì)為你定位到異常出現(xiàn)的位置，有助于快速的解決異常。

2，處理異常

異常需要捕獲，從而處理異常。如果在發(fā)生異常時(shí)，這個(gè)異常沒(méi)有被捕獲處理，這個(gè)異常將會(huì)一層一層的向上拋，直到這個(gè)異常被捕獲處理，或者程序崩潰。

try except 語(yǔ)句

在Python 中使用try 語(yǔ)句塊來(lái)捕獲異常，在except 語(yǔ)句塊中處理異常。

我們一般將有可能出現(xiàn)異常的語(yǔ)句放在try 語(yǔ)句塊中，在except 語(yǔ)句塊中編寫(xiě)處理異常的措施。

比如，我們有如下代碼：

def hello(s):
    print('hello %s' % s)

hello('123', 'abc')

其中hello 函數(shù)的定義是需要接收一個(gè)參數(shù)，而在調(diào)用時(shí)，傳遞了兩個(gè)參數(shù)，運(yùn)行此代碼將出現(xiàn)如下異常：

Traceback (most recent call last):
  File "Test.py", line 8, in <module>
    hello('123', 'abc')
TypeError: hello() takes 1 positional argument but 2 were given

代碼在遇到異常時(shí)，會(huì)在異常代碼處拋出異常，后邊的代碼將不會(huì)再執(zhí)行。如果異常代碼沒(méi)有處理，程序?qū)⒈罎⑼顺觥?/p>

我們可以這樣處理該異常：

try:
    hello('123', 'abc')
except Exception as e:
    print(e)

我們將調(diào)用語(yǔ)句放在了try 語(yǔ)句塊中，這樣就可以捕獲異常。except 關(guān)鍵字的后邊是要捕獲的異常的名字，as 后邊是捕獲到的異常 e。在except 語(yǔ)句塊中，我們只是將捕獲到的異常打印了出來(lái)，運(yùn)行該代碼，結(jié)果如下：

hello() takes 1 positional argument but 2 were given

可見(jiàn)錯(cuò)誤被打印了出來(lái)。我們還可以在打印錯(cuò)誤之后，再正確的調(diào)用hello 函數(shù)：

try:
    hello('123', 'abc')
except Exception as e:
    print(e)
    hello('123')

運(yùn)行結(jié)果如下：

hello() takes 1 positional argument but 2 were given
hello 123

可見(jiàn)，運(yùn)行到hello('123', 'abc') 時(shí)，出現(xiàn)異常，然后代碼執(zhí)行到except 語(yǔ)句塊，print(e) 將錯(cuò)誤打印出來(lái)，又執(zhí)行了hello('123')。

打印異常是最簡(jiǎn)單的處理異常的方式，在工作中，我們會(huì)將異常信息記錄在日志文件中，這樣可以將異常記錄下來(lái)，以便處理異常。

一般在捕獲異常時(shí)，盡量只在try 語(yǔ)句塊中編寫(xiě)有可能發(fā)生異常的代碼，基本不會(huì)發(fā)生異常的語(yǔ)句不要寫(xiě)在try 塊中，這樣可以減少try 塊中的代碼量，有助于定位問(wèn)題。

except 語(yǔ)句

except 關(guān)鍵字后邊可以跟一個(gè)異常名字，也可以跟一組異常名字，一組異常時(shí)，將多個(gè)異常的名字寫(xiě)在一個(gè)元組中，語(yǔ)法如下：

except (Error1, Error2...):
    pass

一個(gè)try 語(yǔ)句中，也可以包含多個(gè)except 語(yǔ)句塊，語(yǔ)法如下：

try:
    # 代碼塊
except Error1 as e:
    # 處理 Error1
except Error2 as e:
    # 處理 Error2
    .
    .
    .
except:
    e = sys.exc_info()[0])
    pass

多個(gè)except 語(yǔ)句塊時(shí)，Python 解釋器會(huì)從上到下依次判斷異常的類(lèi)型，直到符合某個(gè)異常時(shí)，會(huì)執(zhí)行對(duì)應(yīng)的語(yǔ)句塊中的代碼，在該except 塊之后的except 塊將被忽略。

其中，最后一個(gè)except 塊可以省略異常的名字，這種格式可以匹配任意的異常，在該塊中，可以使用sys.exc_info()[0] 來(lái)獲取異常。

在有多個(gè)except 語(yǔ)句塊時(shí)，要注意，前邊的異常的范圍應(yīng)該小于等于后邊的異常的范圍，否則，后邊的except 塊將沒(méi)有意義。

else 語(yǔ)句

Python 中，try... except... 之后還可以有一個(gè)else語(yǔ)句塊，except 語(yǔ)句塊是在遇到異常時(shí)執(zhí)行的，else 語(yǔ)句塊是在沒(méi)有遇到異常時(shí)執(zhí)行的。

發(fā)生異常時(shí)，示例：

try:
    hello('123', 'abc')
except Exception as e:
    print('發(fā)生異常')
    print(e)
else:
    print('沒(méi)有發(fā)生異常')

上面的代碼中，執(zhí)行到hello('123', 'abc') 時(shí)會(huì)發(fā)生異常，然后會(huì)進(jìn)入到except 語(yǔ)句塊，else 語(yǔ)句不會(huì)被執(zhí)行，執(zhí)行結(jié)果如下：

發(fā)生異常
hello() takes 1 positional argument but 2 were given

沒(méi)有發(fā)生異常時(shí)，示例：

try:
    hello('123')
except Exception as e:
    print('發(fā)生異常')
    print(e)
else:
    print('沒(méi)有發(fā)生異常')

上面代碼中的try 語(yǔ)句塊不會(huì)發(fā)生異常，那么except 語(yǔ)句就不會(huì)執(zhí)行，else 語(yǔ)句會(huì)執(zhí)行，結(jié)果如下：

hello 123
沒(méi)有發(fā)生異常

注意：

else 語(yǔ)句的使用頻率并不高。

finally 語(yǔ)句

finally 語(yǔ)句塊無(wú)論是否異常都會(huì)被執(zhí)行，該語(yǔ)句塊經(jīng)常用在需要關(guān)閉系統(tǒng)資源的情況下。

沒(méi)有發(fā)生異常時(shí)，示例如下：

try:
    hello('123')
except Exception as e:
    print('發(fā)生異常')
    print(e)
else:
    print('沒(méi)有發(fā)生異常')
finally:
    print('執(zhí)行了 finally 語(yǔ)句塊')

上面代碼中，try 語(yǔ)句塊沒(méi)有發(fā)生異常，else 與 finally 都被執(zhí)行，except 語(yǔ)句塊沒(méi)有執(zhí)行。運(yùn)行結(jié)果如下：

hello 123
沒(méi)有發(fā)生異常
執(zhí)行了 finally 語(yǔ)句塊

發(fā)生異常時(shí)，示例如下：

try:
    hello('123', 'abc')
except Exception as e:
    print('發(fā)生異常')
    print(e)
else:
    print('沒(méi)有發(fā)生異常')
finally:
    print('執(zhí)行了 finally 語(yǔ)句塊')

上面代碼中，try 語(yǔ)句塊發(fā)生異常，except 與 finally 都被執(zhí)行，else 語(yǔ)句塊沒(méi)有執(zhí)行。運(yùn)行結(jié)果如下：

發(fā)生異常
hello() takes 1 positional argument but 2 were given
執(zhí)行了 finally 語(yǔ)句塊

注意：

else 語(yǔ)句塊與finally 語(yǔ)句塊可以同時(shí)存在，也可以同時(shí)不存在，也可以一個(gè)存在一個(gè)不存在，互不影響。

3，拋出異常

raise 異常

如果你捕獲了一個(gè)異常，卻不想徹底解決這個(gè)異常，而想將該異常向上層拋出，可以使用raise 關(guān)鍵字。

raise 用于拋出異常，其后可以跟一個(gè)異常對(duì)象，或者什么也不跟。

raise 后跟一個(gè)異常對(duì)象：

raise Exception('這里發(fā)生了錯(cuò)誤')

raise 后什么也不跟：

try:
    hello('123', 'abc')
except Exception as e:
    print('發(fā)生異常')
    raise

Python 解釋器會(huì)記錄最后一個(gè)發(fā)生的異常，raise 會(huì)將最后一個(gè)異常拋出。上面代碼中的raise 相當(dāng)于raise e。

assert 斷言

assert 語(yǔ)句稱(chēng)為斷言，就是判斷某個(gè)表達(dá)式是否為真：

• 表達(dá)式為True 時(shí)，正常通過(guò)
• 表達(dá)式為False 時(shí)，拋出AssertionError 異常

示例如下：

表達(dá)式1 == 1為True，沒(méi)有反應(yīng)：

>>> assert 1 == 1

表達(dá)式1 == 0為False，拋出異常：

>>> assert 1 == 0
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AssertionError

4，Python 異常層次結(jié)構(gòu)

Python 異常層次結(jié)構(gòu)如下：

BaseException
 +-- SystemExit
 +-- KeyboardInterrupt
 +-- GeneratorExit
 +-- Exception
      +-- StopIteration
      +-- StopAsyncIteration
      +-- ArithmeticError
      |    +-- FloatingPointError
      |    +-- OverflowError
      |    +-- ZeroDivisionError
      +-- AssertionError
      +-- AttributeError
      +-- BufferError
      +-- EOFError
      +-- ImportError
      |    +-- ModuleNotFoundError
      +-- LookupError
      |    +-- IndexError
      |    +-- KeyError
      +-- MemoryError
      +-- NameError
      |    +-- UnboundLocalError
      +-- OSError
      |    +-- BlockingIOError
      |    +-- ChildProcessError
      |    +-- ConnectionError
      |    |    +-- BrokenPipeError
      |    |    +-- ConnectionAbortedError
      |    |    +-- ConnectionRefusedError
      |    |    +-- ConnectionResetError
      |    +-- FileExistsError
      |    +-- FileNotFoundError
      |    +-- InterruptedError
      |    +-- IsADirectoryError
      |    +-- NotADirectoryError
      |    +-- PermissionError
      |    +-- ProcessLookupError
      |    +-- TimeoutError
      +-- ReferenceError
      +-- RuntimeError
      |    +-- NotImplementedError
      |    +-- RecursionError
      +-- SyntaxError
      |    +-- IndentationError
      |         +-- TabError
      +-- SystemError
      +-- TypeError
      +-- ValueError
      |    +-- UnicodeError
      |         +-- UnicodeDecodeError
      |         +-- UnicodeEncodeError
      |         +-- UnicodeTranslateError
      +-- Warning
           +-- DeprecationWarning
           +-- PendingDeprecationWarning
           +-- RuntimeWarning
           +-- SyntaxWarning
           +-- UserWarning
           +-- FutureWarning
           +-- ImportWarning
           +-- UnicodeWarning
           +-- BytesWarning
           +-- ResourceWarning 

可參考這里：

https://docs.python.org/3/library/exceptions.html#exception-hierarchy

這些都是內(nèi)建異常，BaseException 是所有異常的父類(lèi)，我們使用最多的是Exception 及其子類(lèi)?？梢允褂?code>help(類(lèi)名)來(lái)查看每個(gè)類(lèi)的詳情。

5，自定義異常

有時(shí)候，我們需要定義自己的異常類(lèi)，來(lái)滿(mǎn)足自己的需求。

我們已經(jīng)知道，Python 異常類(lèi)有自己的層次結(jié)構(gòu)，所有的類(lèi)都直接或者間接繼承了BaseException。因此，用戶(hù)自定義的異常類(lèi)，也需要滿(mǎn)足這種層次結(jié)構(gòu)。

一般情況下，自定義異常需要繼承Exception 類(lèi)。如下：

class MyError(Exception):
    pass

MyError 類(lèi)的使用方式，跟內(nèi)建異常類(lèi)的使用方式一樣。你可以根據(jù)自己的需要，為MyError 類(lèi)編寫(xiě)相應(yīng)的構(gòu)造方法，和其它類(lèi)方法。

如果沒(méi)有為MyError 編寫(xiě)構(gòu)造方法，那么MyError 就繼承了Exception 的構(gòu)造方法。

6，調(diào)試錯(cuò)誤

程序編寫(xiě)完成后不一定是正確的，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有錯(cuò)誤時(shí)，就需要定位錯(cuò)誤的位置。

最普遍，最簡(jiǎn)單的調(diào)錯(cuò)的方法就是打印某個(gè)變量，通過(guò)輸出變量的值，來(lái)查看其是否是你想要的結(jié)果。

另一種比較高效，有力的調(diào)試代碼的方式是單步調(diào)試，即是通過(guò)設(shè)置斷點(diǎn)，深入到代碼內(nèi)部，一步一步的跟蹤查看代碼的執(zhí)行結(jié)果是否正確，從而達(dá)到修正代碼的目的。

在C 語(yǔ)言中有一個(gè)非常著名的工具叫做gdb，這是一款強(qiáng)大的調(diào)試工具。Python 中也有類(lèi)似的一款工具叫做pdb，它使用起來(lái)要比gdb 簡(jiǎn)單許多。

在Python 中，pdb 是一個(gè)模塊，所以，在使用之前要先使用import pdb 將該模塊引入。然后，在需要調(diào)試代碼的地方，使用pdb.set_trace() 方法來(lái)設(shè)置斷點(diǎn)，在代碼執(zhí)行到此處時(shí)，Python 解釋器就會(huì)從此處開(kāi)始讓你調(diào)式代碼。

如下代碼，文件名為Test.py：

#! /usr/bin/env python3

# 引入 pdb 模塊
import pdb

def hello(s):
    print('hello %s' % s)

# 設(shè)置斷點(diǎn)
pdb.set_trace()

hello('python')
hello('java')

我們使用python3 來(lái)運(yùn)行該程序，如下：

$ python3 Test.py 
> ~/Test.py(12)<module>()
-> hello('python')
(Pdb) 

可以看到代碼在hello('python')之前暫停并進(jìn)入斷點(diǎn)，控制臺(tái)顯示出(Pdb)，我們可以在這個(gè)后面輸入Python 代碼或者pdb 支持的命令。

pdb 常用命令如下：

• n：進(jìn)行下一步代碼，即單步執(zhí)行
• c：代碼執(zhí)行到下一個(gè)斷點(diǎn)處，如果沒(méi)有下一個(gè)斷點(diǎn)，則執(zhí)行到程序結(jié)束
• s：在遇到函數(shù)時(shí)，使用s 命令，可以進(jìn)入函數(shù)內(nèi)部
• l：列出當(dāng)前語(yǔ)句周?chē)?0行代碼
• p：用于輸出變量的值，相當(dāng)于print 函數(shù)

（完。）

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