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Python異常處理入門

作者:黎智煊,叩丁狼高階講師。本文為原創文章,轉載請註明出處。    

 

什麼是異常?

異常即是一個事件,該事件會在程式執行過程中發生,影響了程式的正常執行。

  • 一般情況下,在Python無法正常處理程式時就會發生一個異常。

  • 異常是Python物件,表示一個錯誤。

  • 當Python指令碼發生異常時我們需要捕獲處理它,否則程式會終止執行。

異常處理

  1. 捕捉異常可以使用try/except語句。

  2. try/except語句用來檢測try語句塊中的錯誤,從而讓except

    語句捕獲異常資訊並處理。

如果你不想在異常發生時結束你的程式,只需在try裡捕獲它。

語法:

以下為簡單的try….except…else的語法:

try:
<語句>        #執行別的程式碼
except <名字>:
<語句>        #如果在try部份引發了'name'異常
except <名字>,<資料>:
<語句>        #如果引發了'name'異常,獲得附加的資料
else:
<語句>        #如果沒有異常發生

try的工作原理

  • try的工作原理是,當開始一個try語句後,python就在當前程式的上下文中作標記,這樣當異常出現時就可以回到這裡,try子句先執行,接下來會發生什麼依賴於執行時是否出現異常。

  • 如果當try後的語句執行時發生異常,python就跳回到try並執行第一個匹配該異常的except子句,異常處理完畢,控制流就通過整個try語句(除非在處理異常時又引發新的異常)。

  • 如果在try後的語句裡發生了異常,卻沒有匹配的except子句,異常將被遞交到上層的try,或者到程式的最上層(這樣將結束程式,並列印預設的出錯資訊)。
  • 如果在try子句執行時沒有發生異常,python將執行else語句後的語句(如果有else的話),然後控制流通過整個try語句。

下面先簡單瞭解看一下關於python異常的型別,然後下一節再詳細
舉例說明如何使用python的異常處理.

python標準異常

異常名稱 描述
BaseException 所有異常的基類
SystemExit 直譯器請求退出
KeyboardInterrupt 使用者中斷執行(通常是輸入^C)
Exception 常規錯誤的基類
StopIteration 迭代器沒有更多的值
GeneratorExit 生成器(generator)發生異常來通知退出
StandardError 所有的內建標準異常的基類
ArithmeticError 所有數值計算錯誤的基類
FloatingPointError 浮點計算錯誤
OverflowError 數值運算超出最大限制
ZeroDivisionError 除(或取模)零 (所有資料型別)
AssertionError 斷言語句失敗
AttributeError 物件沒有這個屬性
EOFError 沒有內建輸入,到達EOF 標記
EnvironmentError 作業系統錯誤的基類
IOError 輸入/輸出操作失敗
OSError 作業系統錯誤
WindowsError 系統呼叫失敗
ImportError 匯入模組/物件失敗
LookupError 無效資料查詢的基類
IndexError 序列中沒有此索引(index)
KeyError 對映中沒有這個鍵
MemoryError 記憶體溢位錯誤(對於Python 直譯器不是致命的)
NameError 未宣告/初始化物件 (沒有屬性)
UnboundLocalError 訪問未初始化的本地變數
ReferenceError 弱引用(Weak reference)試圖訪問已經垃圾回收了的物件
RuntimeError 一般的執行時錯誤
NotImplementedError 尚未實現的方法
SyntaxError Python 語法錯誤
IndentationError 縮排錯誤
TabError Tab 和空格混用
SystemError 一般的直譯器系統錯誤
TypeError 對型別無效的操作
ValueError 傳入無效的引數
UnicodeError Unicode 相關的錯誤
UnicodeDecodeError Unicode 解碼時的錯誤
UnicodeEncodeError Unicode 編碼時錯誤
UnicodeTranslateError Unicode 轉換時錯誤
Warning 警告的基類
DeprecationWarning 關於被棄用的特徵的警告
FutureWarning 關於構造將來語義會有改變的警告
OverflowWarning 舊的關於自動提升為長整型(long)的警告
PendingDeprecationWarning 關於特性將會被廢棄的警告
RuntimeWarning 可疑的執行時行為(runtime behavior)的警告
SyntaxWarning 可疑的語法的警告
UserWarning 使用者程式碼生成的警告

try的工作原理

當開始一個try語句後,python就在當前程式的上下文中作標記,這樣當異常出現時就可以回到這裡,try子句先執行,接下來會發生什麼依賴於執行時是否出現異常。

  • 如果當try後的語句執行時發生異常,python就跳回到try並執行第一個匹配該異常的except子句,異常處理完畢,控制流就通過整個try語句(除非在處理異常時又引發新的異常)。
  • 如果在try後的語句裡發生了異常,卻沒有匹配的except子句,異常將被遞交到上層的try,或者到程式的最上層(這樣將結束程式,並列印預設的出錯資訊)。
  • 如果在try子句執行時沒有發生異常,python將執行else語句後的語句(如果有else的話),然後控制流通過整個try語句。

  1. 在程式執行的過程中,如果發生了錯誤,可以事先約定返回一個錯誤程式碼,這樣,就可以知道是否有錯,以及出錯的原因。在作業系統提供的呼叫中,返回錯誤碼非常常見。比如開啟檔案的函式open(),成功時返回檔案描述符(就是一個整數),出錯時返回-1

  • 用錯誤碼來表示是否出錯十分不便,因為函式本身應該返回的正常結果和錯誤碼混在一起,造成呼叫者必須用大量的程式碼來判斷是否出錯:
def foo():
    r = some_function()
    if r==(-1):
        return (-1)
    # do something
    return r

def bar():
    r = foo()
    if r==(-1):
        print('Error')
    else:
        pass
  • 一旦出錯,還要一級一級上報,直到某個函式可以處理該錯誤(比如,給使用者輸出一個錯誤資訊)。

所以高階語言通常都內建了一套try...except...finally...的錯誤處理機制,Python也不例外。


try

讓我們用一個例子來看看try的機制:

try:
    print('try...')
    r = 10 / 0
    print('result:', r)
except ZeroDivisionError as e:
    print('except:', e)
finally:
    print('finally...')
print('END')

當我們認為某些程式碼可能會出錯時,就可以用try來執行這段程式碼,如果執行出錯,則後續程式碼不會繼續執行,而是直接跳轉至錯誤處理程式碼,即except語句塊,執行完except後,如果有finally語句塊,則執行finally語句塊,至此,執行完畢。

上面的程式碼在計算10 / 0時會產生一個除法運算錯誤:

try...
except: division by zero
finally...
END

從輸出可以看到,當錯誤發生時,後續語句print('result:', r)不會被執行,except由於捕獲到ZeroDivisionError,因此被執行。最後,finally語句被執行。然後,程式繼續按照流程往下走。


下面舉個簡單的例子,在test.py裡面寫入以下程式碼

  • 下面是簡單的例子,它開啟一個檔案,在該檔案中的內容寫入內容,且並未發生異常:
try:
    fh = open("testfile", "w")
    fh.write("這是一個測試檔案,用於測試異常!!")
except IOError:
    print "Error: 沒有找到檔案或讀取檔案失敗"
else:
    print("內容寫入檔案成功")
    fh.close()

執行程式
python test.py

內容寫入檔案成功

cat testfile # 檢視寫入的內容

這是一個測試檔案,用於測試異常!!

下面舉一個故意引發異常的例子

  • 下面是簡單的例子,它開啟一個檔案,在該檔案中的內容寫入內容,但檔案沒有寫入許可權,發生了異常:
try:
    fh = open("testfile", "w")
    fh.write("這是一個測試檔案,用於測試異常!!")
except IOError:
    print("Error: 沒有找到檔案或讀取檔案失敗")
else:
    print("內容寫入檔案成功")
    fh.close()

在執行程式碼前為了測試方便,我們可以先去掉 testfile 檔案的寫許可權,命令如下:
chmod -w testfile
再執行以上程式碼:
python test.py

Error: 沒有找到檔案或讀取檔案失敗