Python 異常

Python 含有異常處理機制來幫助用戶處理可能發(fā)生的錯誤異常。

1. 異常概念

異常是指Python程序運行過程中遇到的錯誤， 每個異常都是某個異常類的實例。下面實例中未對異常做任何處理，導致程序終止并且拋出錯誤信息。其中TypeError是異常類中的一種。

def test(a=1, b='2'):
    return a + b

test()

#result
Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 4, in <module>
    test()
  File "test.py", line 2, in test
    return a + b
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'

2. 拋出異常

Python中拋出異常必須用到raise語句， 后面接上異常類（會自動創(chuàng)建實例）或者異常類的實例。

raise Exception
#result
Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 1, in <module>
    raise Exception
Exception
#############################
raise Exception()

#result
Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 1, in <module>
    raise Exception
Exception
#############################
raise Exception('Meet Error.')

#result
Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 1, in <module>
    raise Exception('Meet Error.')
Exception: Meet Error.

拋出異常的進階:

def test(a=1, b='2'):
    return a + b

try:
    test()
except Exception as e:
    raise
    #raise RuntimeError('Raise Error.')
    #raise RuntimeError('Raise Error.') from e
    #raise RuntimeError('Raise Error.') from None

#result 1
Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 5, in <module>
    test()
  File "test.py", line 2, in test
    return a + b
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'

#result 2
Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 5, in <module>
    test()
  File "test.py", line 2, in test
    return a + b
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'

During handling of the above exception, another exception occurred:

Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 8, in <module>
    raise RuntimeError('Raise Error.')
RuntimeError: Raise Error.

#result 3
Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 5, in <module>
    test()
  File "test.py", line 2, in test
    return a + b
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'

The above exception was the direct cause of the following exception:

Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 9, in <module>
    raise RuntimeError('Raise Error.') from e
RuntimeError: Raise Error.

#result 4
Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 10, in <module>
    raise RuntimeError('Raise Error.') from None
RuntimeError: Raise Error.
  • 第一種： 直接raise， 捕獲異常后，重新引發(fā)該異常
  • 第二種： 拋出RuntimeError，處理異常時發(fā)生了新的異常，更傾向于新異常與正在處理的異常沒有關系
  • 第三種： from e， 指出新異常是因舊異常直接引起的， 有助于后續(xù)對異常的分析和排查
  • 第四種： from None， 明確禁止異常關聯(lián)

3. 異常類

異常類分兩種， 一是內(nèi)置異常類，如Exception， OSError，SyntaxError等， 直接拿來就可以用。
BaseException是所有異常類的基類。詳見內(nèi)置異常。

image.png

二是為滿足個人需求的自定義異常類， 這種類必須要直接或間接地繼承 Exception， 然后根據(jù)需求是否添加方法。

class CaseError(Exception):
   pass

raise CaseError('Case is error.')

#result
Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 4, in <module>
    raise CaseError('Case is error.')
__main__.CaseError: Case is error.

4. 捕獲異常

可以使用try/except來處理可能發(fā)生異常的語句。

4.1 捕獲一種異常

使用try/except + 異常類名來捕獲該異常

def test(a=1, b='2'):
    return a + b

try:
    test()
except TypeError:
    print ('Meet type error.')

#result
Meet type error.
4.2 捕獲多種異常

有時候程序往往出現(xiàn)不止一種異常， 那如何捕獲多個異常呢，有下面的兩種方法。

  • 多層次捕獲： 層次分明， 針對不同的異常做不同的處理
    注意：后面第二個至第n個類中不能是第一個的子類， 否則該異常永遠都無法被捕獲
def test(a=1, b='2'):
    return a + b

try:
    test()
except TypeError:
    print ('It is type error.')
except NameError:
    print ('It is name error.')

#result
It is type error.
  • 一起捕獲： 把所有的異常類放在一個元祖里面
def test(a=1, b='2'):
    return a + b

try:
    test()
except (TypeError,  NameError):
    print ('Meet error.')

#result
Meet error.
4.3 捕獲所有異常

捕獲所有異常有兩種常見的格式， 分別是try/except 和 try/except Exception。

  • try/except 會捕獲所有異常，包含鍵盤中斷(KeyboardInterrupt)和程序退出請求(SystemExit)，慎用之?？赡軙箂ys.exit() 語句被捕獲，導致無法退出腳本。
import sys

try:
    sys.exit(0)
    print ('Exit the function.')
except:
    print ('Meet error.')

#result
Meet error.

# sleep 的時候，按Ctrl+c 
import time

try:
    time.sleep(20)
    print ('Sleep 20s.')
except:
    print ('Meet error.')

#result，^C表示Ctrl+c 
^CMeet Error.
  • try/except Exception 會捕獲大部分異常，除了鍵盤中斷(KeyboardInterrupt)和程序退出請求(SystemExit)，因為它們是從 BaseException （ Exception 的超類）派生而來的。
import sys

try:
    sys.exit(0)
    print ('Exit the function.')
except Exception:
    print ('Meet error.')
#result
退出腳本

###############
import time

try:
    time.sleep(20)
    print ('Sleep 20s.')
except Exception:
    print ('Meet error.')

#result
^CTraceback (most recent call last):
  File "test.py", line 4, in <module>
    time.sleep(20)
KeyboardInterrupt

5. 獲取更多的異常信息

當捕獲異常的時候， 我們需要獲取更多的信息去定位和解決問題。
這里有三種方式。一是try/except XXX as e， 另外是traceback內(nèi)置模塊，第三是logging內(nèi)置模塊。

1. e表示異常對象
2. print_exc()：對異常的輸出
3. format_exc()：把異常以字符串的形式返回，print(traceback.format_exc())等同于于traceback.print_exc()
4. print_exception()：traceback.print_exc()實現(xiàn)方式就是traceback.print_exception(sys.exc_info())

import sys
import logging
import traceback

def test(a=1, b='2'):
    return a + b

try:
    test()
except Exception as e:
    print ('****** print object e ******')
    print ('Exception type is %s.' % type(e))
    print ('e is %s.' % e)

    print ('****** traceback.print_exc() ******')
    traceback.print_exc()

    print ('****** traceback.format_exc() ******')
    print(traceback.format_exc())

    print ('****** traceback.print_exception() ******')
    traceback.print_exception(*sys.exc_info())

    print ('****** logging_exception() ******')
    traceback.print_exception(*sys.exc_info())
###########result###########
****** print object e ******
Exception type is <class 'TypeError'>.
e is unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'.
****** traceback.print_exc() ******
Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 8, in <module>
    test()
  File "test.py", line 5, in test
    return a + b
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'
****** traceback.format_exc() ******
Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 8, in <module>
    test()
  File "test.py", line 5, in test
    return a + b
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'

****** traceback.print_exception() ******
Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 8, in <module>
    test()
  File "test.py", line 5, in test
    return a + b
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'
****** logging_exception() ******
Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 9, in <module>
    test()
  File "test.py", line 6, in test
    return a + b
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'

6. else 和 finally

try/except ... else舉例： else 在主 try 塊沒有引發(fā)異常時執(zhí)行

def except_test():
    try:
        print ('Running')
        raise Exception('exception raised')
        return 0
    except Exception:
        print('Here have exception')
        return 1
    else:
        print('No exception')
        return 2

print (except_test())

#如果沒有發(fā)生異常， 則返回
Running
0
#如果沒有發(fā)生異常，且注釋掉return 0, 則返回
Running
No exception
2
#如果發(fā)生異常，則返回
Running
Here have exception
1
#如果發(fā)生異常，且注釋掉return 1, 則返回
Running
Here have exception
None

由此可見：

  • try 中有異常，會直接跳到except語句
  • try 中沒有異常， 且沒有return，才會跳到else語句

try/except ... else ... finally舉例：無論是否引發(fā)異常都將執(zhí)行

def except_test():
    try:
        print ('Running')
        raise Exception('exception raised')
        return 0
    except Exception:
        print('Here have exception')
        return 1
    else:
        print('No exception')
        return 2
    finally:
        print ('Do clean work')
        return 3

print (except_test())

#如果沒有發(fā)生異常， 則返回
Running
Do clean work
3
#如果沒有發(fā)生異常，且注釋掉return 0, 則返回
Running
No exception
Do clean work
3
#如果沒有發(fā)生異常，且注釋掉return 3, 則返回
Running
Do clean work
0
#如果沒有發(fā)生異常，且注釋掉return 0 和 return 3, 則返回
Running
No exception
Do clean work
2
#如果發(fā)生異常， 則返回
Running
Here have exception
Do clean work
3
#如果發(fā)生異常， 且注釋掉return 3，則返回
Running
Here have exception
Do clean work
1

由此可知：

  • try 中不管有沒有異常， 有沒有return， 最終都會運行finally， 且如果finally 中有return，則函數(shù)返回該return
  • finally return 優(yōu)先級》try/except return 優(yōu)先級》else return

7. 異常是向上傳播的

在函數(shù)中引發(fā)異常時，異常將傳播到調(diào)用函數(shù)的地方。

def err():
    raise Exception('Error.')

def test_err():
    err()

def test_err_too():
    test_err()

test_err_too()

#result
Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 10, in <module>
    test_err_too()
  File "test.py", line 8, in test_err_too
    test_err()
  File "test.py", line 5, in test_err
    err()
  File "test.py", line 2, in err
    raise Exception('Error.')
Exception: Error.
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