Learning-Python【27】：异常处理

一、错误与异常

程序中难免会出现错误，而错误分为两种

1、语法错误：这种错误，根本过不了 Python 解释器的语法检测，必须在程序执行前就改正

2、逻辑错误：比如用户输入的不合适等一系列错误

那什么是异常呢？

　　异常是程序运行时发生错误的信号，一旦程序出错就会产生一个异常，如果该异常没有被应用程序处理，那么该异常就会抛出来，程序的执行也随之终止

异常包含三个部分：

　　1、traceback 异常的追踪信息

　　2、异常的类型：在 Python 中不同的异常可以用不同的类型（ Python 中统一类与类型，类型即类）去标识，不同的类对象标识不同的异常，一个异常标识一种错误

　　3、异常的信息

常见的异常：

BaseException    所有异常的基类
SystemExit    解释器请求退出
KeyboardInterrupt    用户中断执行(通常是输入^C)
Exception    常规错误的基类
StopIteration    迭代器没有更多的值
GeneratorExit    生成器(generator)发生异常来通知退出
StandardError    所有的内建标准异常的基类
ArithmeticError    所有数值计算错误的基类
FloatingPointError    浮点计算错误
OverflowError    数值运算超出最大限制
ZeroDivisionError    除(或取模)零 (所有数据类型)
AssertionError    断言语句失败
AttributeError    对象没有这个属性
EOFError    没有内建输入,到达EOF 标记
EnvironmentError    操作系统错误的基类
IOError    输入/输出操作失败
OSError    操作系统错误
WindowsError    系统调用失败
ImportError    导入模块/对象失败
LookupError    无效数据查询的基类
IndexError    序列中没有此索引(index)
KeyError    映射中没有这个键
MemoryError    内存溢出错误(对于Python 解释器不是致命的)
NameError    未声明/初始化对象 (没有属性)
UnboundLocalError    访问未初始化的本地变量
ReferenceError    弱引用(Weak reference)试图访问已经垃圾回收了的对象
RuntimeError    一般的运行时错误
NotImplementedError    尚未实现的方法
SyntaxError    Python 语法错误
IndentationError    缩进错误
TabError    Tab 和空格混用
SystemError    一般的解释器系统错误
TypeError    对类型无效的操作
ValueError    传入无效的参数
UnicodeError    Unicode 相关的错误
UnicodeDecodeError    Unicode 解码时的错误
UnicodeEncodeError    Unicode 编码时错误
UnicodeTranslateError    Unicode 转换时错误
Warning    警告的基类
DeprecationWarning    关于被弃用的特征的警告
FutureWarning    关于构造将来语义会有改变的警告
OverflowWarning    旧的关于自动提升为长整型(long)的警告
PendingDeprecationWarning    关于特性将会被废弃的警告
RuntimeWarning    可疑的运行时行为(runtime behavior)的警告
SyntaxWarning    可疑的语法的警告
UserWarning    用户代码生成的警告

更多异常

二、异常处理

1、什么是异常处理？　　　　　　

Python 解释器检测到错误，触发异常（也允许程序员自己触发异常）

程序员编写特定的代码，专门用来捕捉这个异常（这段代码与程序逻辑无关，与异常处理有关）

如果捕捉成功则进入另外一个处理分支，执行你为其定制的逻辑，使程序不会崩溃，这就是异常处理

2、为何要进行异常处理？

Python 解析器去执行程序，检测到了一个错误时，触发异常，异常触发后且没被处理的情况下，程序就在当前异常处终止，后面的代码不会运行，谁会去用一个运行着突然就崩溃的软件。

所以你必须提供一种异常处理机制来增强你程序的健壮性与容错性

3、如何进行异常处理

首先须知，异常是由程序的错误引起的，语法上的错误跟异常处理无关，必须在程序运行前就修正

① 使用 if 判断

n = input('>>: ')  # 输入一个字符串试试
if n.isdigit():
    int(n)  # 我们的正统程序放到了这里,其余的都属于异常处理范畴
elif n.isspace():
    print('输入的是空格, 就执行我这里的逻辑')
elif len(n) == 0:
    print('输入的是空, 就执行我这里的逻辑')
else:
    print('其他情情况, 执行我这里的逻辑')

'''
问题一：
使用if的方式我们只为第一段代码加上了异常处理，但这些if，跟你的代码逻辑并无关系，这样你的代码会因为可读性差而不容易被看懂

问题二：
这只是我们代码中的一个小逻辑，如果类似的逻辑多，那么每一次都需要判断这些内容，就会倒置我们的代码特别冗长。
'''

总结：

1、if 判断式的异常处理只能针对某一段代码，对于不同的代码段的相同类型的错误你需要写重复的 if 来进行处理。

2、在你的程序中频繁的写与程序本身无关，与异常处理有关的 if ，会使得你的代码可读性极其的差

3、if 是可以解决异常的，只是存在一些问题，所以，千万不要妄下定论 if 不能用来异常处理

② Python 为每一种异常定制了一个类型，然后提供了一种特定的语法结构用来进行异常处理

1、语法

try:
　　被检测的代码块
except 异常类型:
　　try中一旦检测到异常，就执行这个位置的逻辑

2、异常类只能用来处理指定的异常情况，如果非指定异常则无法处理

s1 = 'hello'
try:
    int(s1)
except IndexError as e:
    print(e)    # 没有捕获到异常，程序直接报错

3、多分支

try:
    print("===1")
    print("===2")
    d = {'x': 1, 'y': 2}
    d['z']
    print("===3")
    l = [1,2,3]
    l[100]
except IndexError as e:
    print("IndexError", e)
except KeyError as e:
    print("KeyError", e)
# 可以将多个异常放在一起
# except (IndexError, KeyError) as e:
#     print("Error", e)
else:
    print("异常处理")
# else必须放到后面(但不是最后), else的子代码块会在被检测的代码没有异常的情况下运行
finally:
    print("无论被检测的代码有没有异常, 都会执行")

print("other code")

多分支

finally 一般用于资源回收的操作，比如在 try 里面打开了一个文件，如果程序有异常，后面的代码不会执行，如果没有被 except 捕捉到，else 也不会执行，这时文件就无法关闭，使用 finally 便可以做关闭文件回收资源的操作

4、万能异常：可以捕获任意异常

try:
    print("===1")
    print("===2")
    d = {'x': 1, 'y': 2}
    # d['z']
    # xx
    print("===3")
    l = [1,2,3]
    l[100]
except Exception as e:
    print(e)

print("other code")

万能异常

5、主动触发异常

print("===1")
print("===2")
raise TypeError("类型错误")
print("===3")

raise应用场景
1. 当资源被无限占用的情况下, 需要让程序终止, 这种情况需要主动抛出异常
2. 自定义一些规则的情况下可以使用

class People():
    def __init__(self, name, age):
        self.__name = name
        self.__age = age

    def tell_info(self):
        print(self.__name, self.__age)

    def set_info(self, name, age):
        self.__name = name
        self.__age = age

obj = People("egon", 18)
# print(obj.__dict__)
obj.tell_info()
# 这样写不严谨, 能随意修改类型
obj.set_info(3213, "dsa")
obj.tell_info()

# ========================================

class People():
    def __init__(self, name, age):
        self.__name = name
        self.__age = age

    def tell_info(self):
        print(self.__name, self.__age)

    def set_info(self, name, age):
        if not isinstance(name, str):
            raise TypeError("名字必须是str类型")
        if not isinstance(age, int):
            raise TypeError("年龄必须是int类型")
        self.__name = name
        self.__age = age

obj = People("xi", 18)
# print(obj.__dict__)
obj.tell_info()
obj.set_info("yan", 12)
obj.tell_info()

raise的应用

6、自定义异常

class MyException(BaseException):
    def __init__(self, msg):
        super().__init__()
        self.msg = msg

    def __str__(self):
        return "<%s>" %self.msg

raise MyException('我自定义的异常')

自定义异常

7、断言

# 让列表的长度为5, 如果不是, 就不做下半部分
print("上半部分, 生产数据")
l = [1,2,3,4,5]
if len(l) != 5:
    raise TypeError("列表的长度必须为5")
print("下半部分, 处理数据")

# 断言
print("上半部分, 生产数据")
l = [1,2,3,4]
assert len(l) == 5
print("下半部分, 处理数据")

断言

try...except 的方式比较 if 的方式的好处

try...except 这种异常处理机制就是取代if那种方式，让你的程序在不牺牲可读性的前提下增强健壮性和容错性

异常处理中为每一个异常定制了异常类型（Python中统一类与类型，类型即类），对于同一种异常，一个 except 就可以捕捉到，可以同时处理多段代码的异常（无需写多个 if 判断）减少了代码，增强了可读性

使用 try...except 的方式

1、把错误处理和真正的工作分开来
2、代码更易组织，更清晰，复杂的工作任务更容易实现
3、毫无疑问，更安全了，不至于由于一些小的疏忽而使程序意外崩溃了

三、什么时候用异常处理

try...except 应该尽量少用，因为它本身就是你附加给你的程序的一种异常处理的逻辑，与你的主要的工作是没有关系的

这种东西加的多了，会导致你的代码可读性变差，只有在有些异常无法预知的情况下，才应该加上 try...except，其他的逻辑错误应该尽量修正