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)
posted @ 2018-05-13 17:43  月缺一格  阅读(1532)  评论(0编辑  收藏  举报