一、異常處理的意義

1. 異常機(jī)制已經(jīng)成為衡量一門編程語言是否成熟的標(biāo)準(zhǔn)之一，使用異常處理機(jī)制的Python程序會(huì)有更好的容錯(cuò)性。

2. 沒有人能夠保證自己寫的程序永遠(yuǎn)不會(huì)出錯(cuò)，既是程序沒有錯(cuò)誤，也不能保證用戶按你的意圖來輸入，另外還有系統(tǒng)的穩(wěn)定性，計(jì)算硬件是否損壞，網(wǎng)絡(luò)掉線等諸多情況。

二、異常處理機(jī)制

1. 使用try...except捕獲異常

1）例如，通常在程序運(yùn)行時(shí)，用戶可以隨意輸入，程序不會(huì)因?yàn)橛脩舻妮斎氩缓戏ǘ蝗婚g退出，而是向用戶提示輸入不合法，并請(qǐng)用戶再次輸入。

那么我們就希望有一種強(qiáng)大的if塊來解決這個(gè)非法輸入的問題：

if 用戶輸入不合法：

? ? alert 輸入不合法

? ? go retry

else:

????#業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)代碼

2）但是“用戶輸入不合法”這個(gè)條件怎么定義呢？我們可以使用正則表達(dá)式與用戶的輸入進(jìn)行匹配。但現(xiàn)實(shí)中不合法的情況非常多，想讓程序一次處理所有的錯(cuò)誤，我們可以將上面的偽代碼修改為：

if 一切正常：

? ? #業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)代碼

就是：

? ? alert 輸入不合法

? ? goto retry

3) 但“一切正?！币廊皇呛艹橄蟮?，無法轉(zhuǎn)化成代碼。在這種情形下Python提供了一種假設(shè)：如果程序可以順利運(yùn)行，那么就是“一切正?！薄?b>由此得出Python異常處現(xiàn)機(jī)制的語法結(jié)構(gòu)：

try:

? ? #業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)代碼

except(Error1, Error2, ....) as e:

? ? alert 輸入不合法

? ? goto retry

4) 這樣如果執(zhí)行try塊里的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)代碼是出現(xiàn)異常，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)異常對(duì)象，該異常對(duì)象被提交給Python解釋器，這個(gè)過程被稱為引發(fā)異常。

5）當(dāng)Python解釋器收到異常對(duì)象時(shí)，會(huì)尋找處理該異常對(duì)象的except塊，如果找到合適的except塊，則把該過程稱為捕捉異常。如果Python解釋器找到不捕獲異常的except塊，則運(yùn)行時(shí)環(huán)境終止，Python解釋器也將退出。

6）不管代碼塊是否處于try中，或except塊中，只要執(zhí)行該代碼時(shí)了現(xiàn)了異常，系統(tǒng)總會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)Error對(duì)象。

7） try 可以有多個(gè)except塊，這是為了針對(duì)不同的異常類提供不同的異常處理方式。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生不同意外情況時(shí)，系統(tǒng)會(huì)生成不同的異常對(duì)象。如果try被執(zhí)行一次，，則try后面只有一個(gè)except被執(zhí)行，除非放在循環(huán)中，使用continue開始下一次循環(huán)。

2. 異常類

1）Python的所有異常類的基類是BaseException, 但是如果用戶果自定義異常，則一概繼承Exception類。

2）BaseException的主要子類是Exception，所在不管是系統(tǒng)的異常類，還是用戶自定義異常類，都是從Exception派生。

3）異常捕獲實(shí)例：

>>> import sys

>>> try:

a = int(sys.argv[1]) # 代表當(dāng)前運(yùn)行的程序所提供的第一個(gè)參數(shù)

b = int(sys.argv[2])# 代表當(dāng)前運(yùn)行的程序所提供的第二個(gè)參數(shù)

c = a/b

print("您輸入的兩個(gè)數(shù)相除的結(jié)果是：",c)

except IndexError:

print("索引錯(cuò)誤：運(yùn)行程序時(shí)輸入的參數(shù)個(gè)數(shù)不夠")

except ValueError:

print("數(shù)值錯(cuò)誤：程序只能接受整數(shù)參數(shù)")

except ArithmeticError:

print("算術(shù)錯(cuò)誤")

except Exception:

print("未知異常")

3. 多異常捕獲：指一個(gè)Except塊可以捕獲多種類型的異常。例如：

>>> import sys

>>> try:

a = int(sys.argv[1])

b = int(sys.argv[2])

c = a/b

print("您輸入的兩個(gè)數(shù)相除的結(jié)果是：",c)

except (IndexError, ValueError, ArithmeticError):

print("程序發(fā)生了數(shù)組越界、格式錯(cuò)誤、算術(shù)異常之一")

except: # 此處的省略也是合法的，一般放在最后

print("未知異常")

程序發(fā)生了數(shù)組越界、格式錯(cuò)誤、算術(shù)異常之一

4. 訪問異常信息

1）如果程序需要在except塊中訪問異常對(duì)象的相關(guān)信息，則可以通過為異常對(duì)象聲明變量來實(shí)現(xiàn)。

2）所在的異常對(duì)象都包含如下幾個(gè)對(duì)象和方法：

args: 該屬性返回異常的錯(cuò)誤編號(hào)和描述字符串

errno:該屬性返回異常的錯(cuò)誤編號(hào)

strerror:該屬性返回異常的描述字符串

with_traceback():通過該方法可以處理異常的傳播軌跡

3）程序訪問異常信息實(shí)例：

>>> def foo():

try:

fis = open("a.txt")

except Exception as e:

print(e.args)

print(e.errno)

print(e.strerror)

>>> foo()

#運(yùn)行結(jié)果如下：

(2, 'No such file or directory')

2

No such file or directory

5. else塊

1) 在Python異常處理流程中還可添加一個(gè)else塊，當(dāng)try塊沒有出現(xiàn)異常時(shí)，程序會(huì)執(zhí)行else塊。

例如：

>>> s = input("請(qǐng)輸入除數(shù)：")

請(qǐng)輸入除數(shù)：5

>>> try:

result = 20/int(s)

print('20除以%s的結(jié)果是：%g'%(s,result))

except ValueError:

print('值錯(cuò)誤，您必須輸入數(shù)值')

except ArithmeticError:

print('算術(shù)錯(cuò)誤，您不能輸入0')

else:

print('沒有出現(xiàn)異常')

#運(yùn)行結(jié)果如下：

20除以5的結(jié)果是：4

沒有出現(xiàn)異常

2）實(shí)際上大部分語言異常處理都沒有else塊，可以將else塊的內(nèi)容直接放到try后面。但Python異常處理使用else塊也不是多余的語法。因?yàn)樵趀lse塊中的異常不會(huì)被except捕獲，該異常會(huì)傳給Python解釋器導(dǎo)致程序中止。

3）如果希望某段代碼的異常，能被后面的except捕獲，那么就應(yīng)該放在try塊中；如果不希望被except捕獲，就應(yīng)該放在else塊中。

6. 使用finally回收資源

1）為了能夠保證回收try塊中打開的一些物理資源（如數(shù)據(jù)庫連接、網(wǎng)絡(luò)連接和磁盤文件），異常處理機(jī)制提供了finally塊。

2）Python 完整的異常處理語法結(jié)構(gòu)如下：

try:

? ? #業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)代碼

except SubException1 as e:

? ? #異常處理塊1

except SubException2 as e:

? ? #異常處理塊2

else:

? ? #正常處理塊

finally:

? ? #資源回收塊

三、使用raise引發(fā)異常

1. 如果程序中數(shù)據(jù)或執(zhí)行與現(xiàn)實(shí)的需求不符，但是系統(tǒng)不會(huì)判斷這樣的異常，只能程序員來決定是否引發(fā)異常，此時(shí)可以使用raise語句來完成這種自行引發(fā)的異常。

2. raise語句三種常見的用法：

1） 單獨(dú)一個(gè)raise，該語句引發(fā)當(dāng)前上下文中捕獲的異常，或默認(rèn)引發(fā)RuntimeError異常。

2）raise后帶一個(gè)異常類，該語句引發(fā)指定的異常類。

3）raise后帶一個(gè)異常對(duì)象，該語句引發(fā)制定的異常對(duì)象。

以上三種最終都是引發(fā)一個(gè)異常實(shí)例，每次只能引發(fā)一個(gè)異常實(shí)例。

3. 用戶引發(fā)異常的兩種方式：raise和except，例如：

>>> def main():

try: # 使用try...except來捕獲異常，此時(shí)出現(xiàn)異常也不會(huì)傳給調(diào)用它的main（）函數(shù)

mtd(3)

except Exception as e:

print('程序出現(xiàn)異常類是：',e)

mtd(3) #不使用try...except來捕獲異常，異常會(huì)傳播并導(dǎo)致程序中止

>>> def mtd(a):

if a>0:

raise ValueError("a的值大于0,不符合要求")

>>> main()

四、異常的傳播軌跡

1. 異常只要沒有被完全捕獲，異常就會(huì)從發(fā)生異常的函數(shù)或方法向外傳播，首先傳給該函數(shù)或方法的調(diào)用者，然后，，直到傳給Python解釋器，Python解釋器就會(huì)中止程序，并打印異常傳播的軌跡信息。所以通常我們看到大段的異常信息，并不一定發(fā)生很多嚴(yán)重的問題，可能只是一個(gè)異常引發(fā)的。

2. Python專門提供trackback模塊來處理異常傳播的軌跡，兩種常用的方法是：

1）trackback.print_exc(): 將異常傳播軌跡輸出到控制臺(tái)或文件中。

2) format_exc():將異常傳播軌跡轉(zhuǎn)換成字符串。

五、異常處理規(guī)則

1.? 不要過度使用異常處理，注意以下兩點(diǎn)：

1） 需要編寫錯(cuò)誤處理代碼，而不是簡單的用異常來代替處理。

2)? 不能用異常來代替流程控制。

2.? 不要使用過度龐大的try塊：try塊越大，發(fā)生異常的可能性就越大。而且在龐大的try塊后勢必有大量的except塊，這時(shí)要判斷各個(gè)塊之間的邏輯關(guān)系，編寫程序會(huì)變得更加復(fù)雜。

3. 不要忽略捕捉到的異常： 程序應(yīng)該盡量修改異常，保證程序繼續(xù)運(yùn)行；不要將本層的異常傳給上一層去處理。

六、本節(jié)回顧

1. 你怎么理解異常處理機(jī)制？

2. Python異常處理的5個(gè)關(guān)鍵字是什么？（try\ except\else\finally\raise)

3. 如何使用raise引發(fā)異常？

4. 如何獲得異常的源頭和軌跡？

5.異常處理的原則有哪些？