本章主題：
什么是異常
Python中的異常
探測(cè)和處理異常
上下文管理
引發(fā)異常
斷言
標(biāo)準(zhǔn)異常
創(chuàng)建異常
相關(guān)模塊

什么是異常

• 錯(cuò)誤

從軟件方面來(lái)說(shuō)，錯(cuò)誤是語(yǔ)法或是邏輯上的。語(yǔ)法錯(cuò)誤只是軟件的結(jié)構(gòu)上有錯(cuò)誤，導(dǎo)致不能被解釋器解釋或者編譯器無(wú)法編譯。這些錯(cuò)誤必須在程序執(zhí)行前被糾正。
當(dāng)程序的語(yǔ)法正確之后，剩下的就是邏輯錯(cuò)誤了。邏輯錯(cuò)誤可能是由于不完整或是不合法的輸入所致，在其他情況下，還可能是邏輯無(wú)法生成、計(jì)算、或是輸出結(jié)果需要的過(guò)程無(wú)法執(zhí)行。這些錯(cuò)誤通常被稱為域錯(cuò)誤和范圍錯(cuò)誤。
當(dāng)Python檢測(cè)到一個(gè)錯(cuò)誤時(shí)，解釋器會(huì)指出當(dāng)前流已經(jīng)無(wú)法繼續(xù)執(zhí)行下去。這個(gè)時(shí)候就出現(xiàn)異常。

• 異常

對(duì)異常最好的描述是：它是因?yàn)槌绦虺霈F(xiàn)了錯(cuò)誤而在正?？刂屏饕酝獠扇〉男袨?。這個(gè)行為又分為兩個(gè)階段:首先是引起異常發(fā)生的錯(cuò)誤，然后是檢測(cè)（和采取可能的措施）階段。

python中的異常

• NameError ：嘗試訪問(wèn)一個(gè)未申明的變量

>>> foo
Traceback (innermost last):
  File "<stdin>",line 1, in ?
NameError: name 'foo' is not defined
#NameError 表示我們?cè)L問(wèn)了一個(gè)沒(méi)有初始化的變量。在Python解釋器的符號(hào)表沒(méi)有找到那個(gè)令人討厭的變量，我們將在后面的兩章討論名稱空間，現(xiàn)在大家可以認(rèn)為它們是連接名字和對(duì)象的“地址簿”就可以了
#任何可訪問(wèn)的變量必須在名稱空間里列出，訪問(wèn)變量需要由解釋器進(jìn)行搜索，如果請(qǐng)求的名字沒(méi)有在任何名稱空間里找到，那么將會(huì)生成一個(gè)NameError異常

• ZeroDivisionError : 除數(shù)為零

>>> 1/0
Traceback (inner last):
  File"<stdin>",line 1,in ?
ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero

#任何數(shù)值被零除都會(huì)導(dǎo)致一個(gè)ZeroDivisionError異常

• SyntaxError: Python 解釋器語(yǔ)法錯(cuò)誤

>>> for 
    File "<string>", line 1
        for 
            ^
SyntaxError: invalid syntax
#SyntaxError 異常時(shí)唯一不是在運(yùn)行時(shí)發(fā)生的異常。它代表Python
代碼中有一個(gè)不正確的結(jié)構(gòu)，在它改正之前程序是無(wú)法執(zhí)行的。這些錯(cuò)誤一般都是在編譯時(shí)發(fā)生，Python解釋器無(wú)法把你腳本轉(zhuǎn)化為python字節(jié)碼。也有可能是你導(dǎo)入了一個(gè)有缺陷的模塊。

• IndexError : 請(qǐng)求的索引超出序列范圍

>>> alist = []
>>> alist[0]
Traceback (innermost last):
    File "<stdin>", line 1,in ?
IndexError: last index out of range
#IndexError 在你嘗試使用一個(gè)超出范圍的值索引序列引發(fā)。

• KeyError ：請(qǐng)求一個(gè)不存在的字典的關(guān)鍵字

>>> aDict = {'host': 'earth','port':  80}
>>> print aDict['server']
Traceback (innermost last):
    File "<stdin>", line 1, in ?
KeyError: server

#映射對(duì)象，例如字典，是依靠關(guān)鍵字（key）訪問(wèn)數(shù)據(jù)的，如果使用了錯(cuò)誤的或者是不存在的鍵請(qǐng)求字典會(huì)引發(fā)一個(gè)KeyError異常。

• IOError ： 輸入/輸出錯(cuò)誤

>>> f = open ("blah")
Traceback (innermost last):
    File "<stdin>",line 1, in ?
IOError: [Errno 2] No such file or directory: 'blah'

#類似嘗試打開一個(gè)不存在的磁盤文件一類的操作會(huì)引起一個(gè)操作系統(tǒng)輸入/輸出(I/O)錯(cuò)誤。任何類型的I/O錯(cuò)誤都會(huì)引發(fā)IOError異常

• AttributeError : 嘗試訪問(wèn)未知的對(duì)象屬性

>>> class myClass(object) :
...     pass
...
>>> myInst = myClass()
>>> myInst.bar = 'spam'
>>> myInst.bar
'spam'
>>> myInst.foo
Traceback (innermost last):
    File "<stdin>", line 1, in ?
AttributeError foo

#在這個(gè)例子里，我們?cè)趍yInst.bar存儲(chǔ)了一個(gè)值，也就是實(shí)例myInst的bar屬性，屬性被定義后，我們可以使用梳洗的點(diǎn)屬性操作符訪問(wèn)它，但如果是沒(méi)有定義屬性，例如我們?cè)L問(wèn)foo屬性，將導(dǎo)致一個(gè)AttributeError異常。

檢測(cè)和處理異常

異常可以通過(guò)try語(yǔ)句來(lái)檢測(cè)。任何在try語(yǔ)句塊里的代碼都會(huì)被檢測(cè)，檢查有無(wú)異常發(fā)生。
try語(yǔ)句有二種形式: try-except和try-finally 這兩個(gè)語(yǔ)句是互斥的，也就是說(shuō)你只能使用其中的一種。一個(gè)try語(yǔ)句可以對(duì)應(yīng)一個(gè)或者多個(gè)except子句，但只能對(duì)應(yīng)一個(gè)finally子句，或者是一個(gè)try-except-finally復(fù)合語(yǔ)句。

try-except語(yǔ)句

try:
    try_suite #監(jiān)控這里的異常
except Exception[,reason]:
    except_suite #異常處理代碼

>>> try:
...    f = open ('blah','r')
... except IOError,e:
...    print 'could not open file:',e
...
cloud not open file: [Errno 2] No such file or directory

處理多個(gè)異常的except語(yǔ)句

#我們還可以在一個(gè)except子句里處理多個(gè)異常。except語(yǔ)句在處理多個(gè)異常要求異常被放在一個(gè)元祖里:
except (Exception1,Exception2)[,reason]:
    suite_for_Exception1_and_Exception2

def safe_float(object):
    try:
        retval = float(object)
    except (ValueError,TypeError):
        retval = 'argument must be a number or numberic string'
    return retval

捕獲所有異常

#way1
#
try:
    :
except Exception, e:
     #error occurred,log 'e',etc.

#way2
#
try:
    :
except:
    #error occurred,etc

#關(guān)于捕獲所有異常，你應(yīng)當(dāng)知道有些異常不是由錯(cuò)誤條件引起的，它們是SystemExit和KeyboardInterupt。
#SystemExit是由于當(dāng)前Python應(yīng)用程序需要退出
#KeyboardInterrupt是代表用戶按下了Ctrl+C，想要退出Python。在真正需要的時(shí)候，這些異常卻會(huì)被異常捕獲。

異常被遷移到新式類（new-style class）啟用了一個(gè)新的“所有異常之母”，這個(gè)類叫做 BaseException，異常的繼承結(jié)構(gòu)有了少許的調(diào)整，為了讓人們擺脫不得不除創(chuàng)建兩個(gè)處理器慣用法。

- BaseException
    | - KeyboardInterrupt
    | - SystemExit
    | - Exception
        | - (all other current bulit-in exception) 所有內(nèi)建異常

try:
    :
except Exception, e:
     #handle real errors

#如果你確實(shí)要捕獲所有異常，那么你需要使用新的 BaseException:
try:
    :
except BaseException, e:
     #handle all errors

異常參數(shù)

異常也可以有參數(shù)，異常引發(fā)后它會(huì)被傳遞給異常處理器。當(dāng)異常被引發(fā)后參數(shù)是作為附加幫助信息傳遞給異常處理器的。雖然異常原因是可選的，但標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)建異常提供至少一個(gè)參數(shù)，指示異常原因的一個(gè)字符串。
異常的參數(shù)可以在處理器里忽略，但是Python提供了保存這個(gè)值得語(yǔ)法。我們已經(jīng)在上邊接觸到相關(guān)內(nèi)容：要想訪問(wèn)提供的異常原因，你必須保留一個(gè)變量來(lái)保存這個(gè)參數(shù)。把這個(gè)參數(shù)放在except語(yǔ)句后，接在要處理的異常后面。except語(yǔ)句的這個(gè)語(yǔ)法可以被擴(kuò)展為：

# single exception
except Exception[,reason]:
    suite_for_Exception_with_Argument

# multiple exception
except (Exception1,Exception2,...,ExceptionN)[,reason]:
    suite_for_Exception1_to_ExceptionN_with_Argument

#reason將會(huì)是一個(gè)包含來(lái)自導(dǎo)致異常的代碼的診斷信息的類實(shí)例。異常參數(shù)自身會(huì)組織一個(gè)元組，并存儲(chǔ)為類實(shí)例(異常類的實(shí)例)的屬性

無(wú)論reason只包含一個(gè)字符串或是由錯(cuò)誤編號(hào)和字符串組成的元組，調(diào)用str(reason)總會(huì)返回一個(gè)良好可讀的錯(cuò)誤原因。不要忘記reason是一個(gè)類實(shí)例——這樣做你其實(shí)是調(diào)用類的特殊方法str()

信用卡交易系統(tǒng)（cardrun.py）

#!/usr/bin/env python

def safe_float(obj):
    'safe version if float()'
    try:
        retval = float(obj)
    except (ValueError,TypeError), diag:
        retval = str(diag)
    return retval

def main():
    'handle all the data processing'
    log = open('cardlog.txt', 'w')
    try:
        ccfile = open('carddata.txt', 'r')
    except IOError, e:
        log.write('no txns this month\n')
        log.close()
    return

    txns = ccfile.readlines()
    ccfile.close()
    total = 0.00
    log.write('account log:\n')

    for eachTxn in txns:
        result = safe_float(eachTxn)
        if isinstance(result,float):
            total += result
            log.write('data... processed\n')
        else:
            log.write('ignored: %s' %(result))

print '$%.2f (new balance)' % (total)
log.close()

if __name__ = '__main__':
    main()

else 子句

我們已經(jīng)看過(guò)else語(yǔ)句段配合其他python語(yǔ)句，比如條件和循環(huán)。至于try-except語(yǔ)句段，它的功能和你所見過(guò)的其他else沒(méi)有太多的不同: 在try范圍中沒(méi)有異常被檢測(cè)到時(shí)，執(zhí)行else子句

import 3rd_party_module
log = open('logfile','w')
try:
    3rd_party_module.function()
except:
    log.write("*** caught exception in module \n")
else:
    log.write("*** no exceptions caught\n")

log.close()

finally 子句

finally 子句是無(wú)論異常是否發(fā)生，是否捕捉都會(huì)執(zhí)行的一段代碼
下面是try-except-else-finally的語(yǔ)法實(shí)例:

try:
    A
except MyException:
    B
else:
    C
finally:
    D

#無(wú)論如何，你都可以有不止一個(gè)的except子句，但最少有一個(gè)except語(yǔ)句，而else和finally都是可選的。無(wú)論異常發(fā)生在A、B或C都 將執(zhí)行finally塊。

通過(guò)try-finally來(lái)實(shí)現(xiàn)關(guān)閉文件而無(wú)論錯(cuò)誤是否發(fā)生

#方式1
try:
    try:
        ccfile = open('carddata.txt')
        txns = ccfile.readlines()
    except IOError:
        log.write('no txns this month\n')
finally:
    ccfile.close()

#方式2
try:
    try:
        ccfile = open('carddata.txt')
        txns = ccfile.readlines()
    finally:
        ccfile.close()
except IOError:
    log.write('no txns this month\n')

上下文管理

• with語(yǔ)句
  類似于 try-except-finally,with語(yǔ)句也是用來(lái)簡(jiǎn)化代碼的，這與try-except和try-finally所想達(dá)到的目的前呼后應(yīng)。try-except和try-finally的一種特定的配合用法是保證共享資源的唯一分配，并在任務(wù)結(jié)束后釋放它。比如文件（數(shù)據(jù)、日志、數(shù)據(jù)庫(kù)等等）、線程資源、簡(jiǎn)單同步、數(shù)據(jù)庫(kù)連接，等等。
  然而，with語(yǔ)句的目的在于從流程圖中把try、except、finally關(guān)鍵字和資源分配釋放相關(guān)代碼統(tǒng)統(tǒng)去掉，而不是像try-except-finally那樣僅僅簡(jiǎn)化代碼使之易用

#with語(yǔ)法的基本語(yǔ)法如下:
with context_expr [as var]:
    with_suite

創(chuàng)建異常（myexc.py）

#!/usr/bin/env python
#

import os
import socket
import errno
import types
import tempfile

class NetworkError(IOError):
    pass

class FileError(IOError):
    pass

def updArgs(args,newarg=None):
    if isinstance(args,IOError):
        myargs = []
        myargs.extend([arg for arg in args])
    else:
        myargs = list(args) 

    if newarg:
        myargs.append(newarg)  

    return tuple(myarg)

def fileArgs(file, mode, args):
    if args[0] == errno.EACCES and 'access' in dir(os):
        perms = ''
        permd = { 'r': os.R_OK,'w': os.W_OK,'x': os.X_OK}
        pkeys = permd.keys()
        pkeys.sort()
        pkeys.reverse() 
        
        for eachPerm in 'rmx':
            if os.access(file, permd[eachPerm])
                perms += eachPerm
            else:
                perm += '-'
        if isinstance(args,IOError):
            myargs = []
            myargs.extend([arg for arg in args])
        else:
            myargs = list(args) 

        myargs[1] = " '%s' %s (perms: '%s')"% (mode, myargs[1], perms)
        myargs.append(args.filename)
    
    else:
        myargs = args
    
    return tuple(myargs)

def myconnect(sock, host, port):
    try:
        sock.connect((host, port))

    except socket.error, args:
        myargs = updArgs(args)
        if len(myargs) == 1:
            myargs = (error.ENXIO, myargs[0])
        
        raise NetworkError, updArgs(myargs, host + ': ' + str(port))
 
def myopen(file, mode='r'):
    try:
        fo = open(file, mode)
    except IOError, args:
        raise FileError, fileArgs(file, mode, args)
    
    return fo

def testfile():

    file = mktemp()
    f = open(file,'w')
    f.close()

    for eachTest in ((0, 'r'), (0100, 'r'),(0400, 'w'), (0500, 'w'))
        try:
            os.chmod(file, eachTest[0])
            f = open(file, eachTest[1])

        except FileError, args:
            print "%s: %s" % (args.__class__.__name__, args)
    
    else:
        print file, "opened ok... perm ignored"
        f.close()
  
    os.chmod(file, 0777)
    os.unlink(file)

def testnet():
    s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

    for eachHost in ('deli', 'www'):
        try:
            myconnect(s, 'deli', 8080)
        except NetworkError, args:
            print "%s: %s" % (args.__class__.__name__, args)

if __name__ == "__main__":
    testfile()
    testnet()