Python 断言和异常
Python 断言和异常
Python断言
断言是一种理智检查,当程序的测试完成,可以将其打开或关闭。断言的最简单方法就是把它比作raise-if语句(或更加准确,raise-if-not声明)。一个表达式进行测试,如果结果出现false,将引发异常。程序中常常放置断言来检查输入的有效与否,或在一个函数调用后检查有效的输出,其为assert关键字构成的语句。
assert语句
但它遇到一个断言语句,Python评估计算之后的表达式,希望是true。如果是表达式为false,Python触发AssertionError异常,其语法是:
assert Expression[, Arguments]
如果断言失败,Python使用ArgumentExpression作为AssetionError异常的参数,AssertionError可以被捕获,并用try-except语句处理,类似其他异常。但是如果没有处理它们,将终止改成程序并产生一个回溯。如下实例:
def kelvin_to_fahrenheit(temperature):
assert temperature >= 0, "Colder than absolute zero!"
return ((temperature-273)*1.8)+32
print(kelvin_to_fahrenheit(273))
print(kelvin_to_fahrenheit(505.78))
print(kelvin_to_fahrenheit(-5))
运行输出结果为:
32.0
451.00399999999996
Traceback (most recent call last):
File "D:/PythonCode/basic knowledge/exceptions.py", line 8, in <module>
print(kelvin_to_fahrenheit(-5))
File "D:/PythonCode/basic knowledge/exceptions.py", line 2, in kelvin_to_fahrenheit
assert temperature >= 0, "Colder than absolute zero!"
AssertionError: Colder than absolute zero!
Python 异常处理
Python提供的标准异常如下列表:
异常名称 | 描述 |
---|---|
Exception | 所有异常的基类 |
StopIteration | 当一个迭代器的next()方法不能指向任何对象时引发 |
SystemExit | 由sys.exit()函数引发 |
StandardError | 除了StopIteration异常和SystemExit,所有内置异常的基类 |
ArithmeticError | 数值计算所发生的所有异常的基类 |
OverflowError | 当数字类型计算超过最高限额引发 |
FloatingPointError | 当一个浮点运算失败时触发 |
ZeroDivisonError | 当除运算或模零在所有数值类型运算时引发 |
AssertionError | 断言语句失败的情况下引发 |
AttributeError | 属性引用或赋值失败的情况下引发 |
EOFError | 当从 raw_input() 与 input() 函数输入,到达文件末尾时触发 |
ImportError | 当一个 import 语句失败时触发 |
KeyboardInterrupt | 当用户中断程序执行,通常是通过按 Ctrl+c 引发 |
LookupError | 所有查找错误基类 |
IndexError、KeyError | 当在一个序列中没有找到一个索引时引发;当指定的键没有在字典中找到引发 |
NameError | 当在局部或全局命名空间中找不到的标识引发 |
UnboundLocalError | 试图访问在函数或方法的局部变量时引发,但没有值分配给它 |
EnvironmentError | Python环境之外发生的所有异常的基类。 |
IOError | 当一个输入/输出操作失败,如打印语句或 open()函数试图打开不存在的文件时引发;操作系统相关的错误时引发 |
SyntaxError、IndentationError | 当在Python语法错误引发;没有正确指定缩进引发 |
SystemError、SystemExit | 当解释器发现一个内部问题,但遇到此错误时,Python解释器不退出引发;当Python解释器不使用sys.exit()函数引发。如果代码没有被处理,解释器会退出 |
ValueError | 在内置函数对于数据类型,参数的有效类型时引发,但是参数指定了无效值 |
RuntimeError | 当生成的错误不属于任何类别时引发 |
NotImplementedError | 当要在继承的类来实现,抽象方法实际上没有实现时引发此异常 |
什么是异常
异常是一个事件,在程序的执行过程中扰乱程序的正常流程。一般来说,当Python程序遇到某种情况,它无法应付则会引发一个异常。
异常处理
我们可以使用try/except语句来捕捉异常,try/except语句用来检测try语句块中的异常,从而让except语句捕获异常信息并处理。如果我们不想在异常发生时程序结束,只需要在except里捕获它,其语法格式如下:
try:
<statement>
except <name>:
<statement>
except <name>, <data>:
<statement>
else:
<statement>
try的工作原理,当开始一个try语句后,Python就在当前程序的上下文中做标记,这样当异常出现时,就可以回到这里,try子句先执行,接下来会发生什么依赖于执行时是否出现异常。
- 如果try后的语句执行时发生异常,Python就跳回到try并执行第一个匹配该异常的except子句,异常处理完毕,控制流就通过整个try语句(除非在处理异常时又引发新的异常);
- 如果try后的语句里发生了异常,却没有匹配的except子句,异常将被递交到上层的try,或者到程序的最上层(这样将结束程序,并打印缺省的出错信息);
- 如果try子句执行时没有发生异常,Python将执行else语句后的语句(如果有else的话),然后控制流通过整个try语句;
以下实例,打开文件,在该文件中写入内容,并未发生异常:
try:
fh = open("testfile.txt", "w", encoding="utf-8")
fh.write("这是一个测试文件,用于测试异常!")
except IOError:
print("Error:没有找到文件或读取文件失败!")
else:
print("内容写入文件成功!")
fh.close()
运行输出结果为:
内容写入文件成功!
# 查看文件内容
这是一个测试文件,用于测试异常!
以下实例,打开文件,在该文件中写入内容,但文件没有写入权限,发生了异常(Linux环境下):
try:
fh = open("testfile", "w")
fh.write("这是一个测试文件,用于测试异常!!")
except IOError:
print("Error: 没有找到文件或读取文件失败")
else:
print("内容写入文件成功")
fh.close()
在执行代码前为了测试方便,我们可以先去掉testfile.txt文件的写权限,命令如下:
chmod -w testfile.txt
在运行上面代码输出结果为:
Error: 没有找到文件或读取文件失败
使用except而不带任何异常类型
我们可以不带任何异常类型使用except,语法如下:
try
正常的操作
.................
except:
发生异常,执行这部分代码
.................
else:
如果没有异常执行这部分代码
以上方式try-except语句捕获所有发生的异常,但是这不是一个好的方式,我们无法通过该程序识别出具体的异常信息,因为它捕获所有的异常。
使用except而带多种异常类型
我们可以使用相同的except语句来处理多个异常信息,如下所示:
try:
正常的操作
......................
except(Exception1[, Exception2[,...ExceptionN]]]):
发生以上多个异常中的一个,执行这块代码
......................
else:
如果没有异常执行这块代码
try-finally语句
try-finally语句无论是否发生异常都将执行finally后的代码:
try:
<语句>
finally:
<语句> #退出try时总会执行
raise
如下实例:
try:
fh = open("testfile", "w")
fh.write("这是一个测试文件,用于测试异常!!")
finally:
print("Error: 没有找到文件或读取文件失败")
如果打开的文件没有可写权限,输出结果如下:
Error: 没有找到文件或读取文件失败
上面实例,也可以写成如下的方式:
try:
fh = open("testfile", "w")
try:
fh.write("这是一个测试文件,用于测试异常!!")
finally:
print("关闭文件")
fh.close()
except IOError:
print("Error: 没有找到文件或读取文件失败")
当在try块中抛出一个异常,立即执行finally代码块。finally块中的所有语句执行后,异常被再次触发,并执行except代码块。
异常的参数
一个异常可以带上参数,可以作为输出的异常信息参数,我们可以通过except语句来捕获异常的参数,如下所示:
try:
正常的操作
......................
except ExceptionType, Argument:
你可以在这输出 Argument 的值...
变量接受的异常值通常包含在异常的语句中。在元组的表单中变量可以接收一个或多个值。元组通常包含错误字符串,错误数字,错误位置。
以下为单个异常的实例:
def temp_convert(var):
try:
return int(var)
except ValueError as argument: #Python3
print("参数没有包含数字\n", argument)
temp_convert("abc")
运行输出结果为:
参数没有包含数字
invalid literal for int() with base 10: 'abc'
触发异常
我们可以使用raise语句自己触发异常,其语法格式如下:
raise [Exception [, args [, traceback]]]
语句中Exception是异常的类型(例如:NameError)参数标准异常中任一种,args是自己提供的异常参数。最后一个参数是可选的(实际中很少用),如果存在,是跟踪异常对象。
实例:一个异常可以是字符串,类或对象。Python提供的内置异常,大多数都是实例化的类,这是一个类的的实例的参数,异常的定义非常简单,如下所示:
def function_name(level):
if level < 1:
raise Exception("Invalid level!", level)
# 触发异常,后面的代码就不会再执行
注意:为了能够捕获异常,except语句必须用相同的异常来抛出类对象或字符串,例如:我们捕获上面异常,except语句如下所示:
try:
正常逻辑
except Exception as err:
触发自定义异常
else:
其余代码
如下实例:
def function_name(level):
if level < 1:
raise Exception("Invalid level!", level)
# 触发异常,后面的代码就不会再执行
try:
function_name(0)
except Exception as err:
print(1, err)
else:
print(2)
运行输出结果为:
1 ('Invalid level!', 0)
用户自定义异常
通过创建一个新的异常类,程序可以命名它们自己的异常。异常应该是典型的继承自Exception类,通过直接或间接的方式。以下为与RuntimeError相关的实例,实例中创建了一个类,基类为RuntimeError,用于在异常触发时输出更多的信息,在try语句块中,用户自定义的异常后执行except块语句,变量e用于创建NetworkError类的实例:
class NetworkError(RuntimeError):
def __init__(self, arg):
self.args = arg
在定义以上类后,我们可以触发该异常,如下所示:
try:
raise NetworkError("Bad hostname")
except NetworkError as e:
print(e.args)