python基础（补充）：异常处理
什么是异常
异常是程序发生错误的信号。程序一旦出现错误，便会产生一个异常，若程序中没有处理它，就会抛出该异常，程序的运行也随之终止。在Python中,错误触发的异常如下
而错误分成两种，一种是语法上的错误SyntaxError，这种错误应该在程序运行前就修改正确
>>> if
File "<stdin>", line 1
if
^
SyntaxError: invalid syntax
另一类就是逻辑错误，常见的逻辑错误如
# TypeError：数字类型无法与字符串类型相加
1+’2’
# ValueError：当字符串包含有非数字的值时，无法转成int类型
num=input(">>: ") #输入hello
int(num)
# NameError：引用了一个不存在的名字x
x
# IndexError：索引超出列表的限制
l=['egon','aa']
l[3]
# KeyError：引用了一个不存在的key
dic={'name':'egon'}
dic['age']
# AttributeError：引用的属性不存在
class Foo:
pass
Foo.x
# ZeroDivisionError：除数不能为0
1/0
异常处理
为了保证程序的容错性与可靠性，即在遇到错误时有相应的处理机制不会任由程序崩溃掉，我们需要对异常进行处理，处理的基本形式为
try/except
try:
被检测的代码块
except 异常类型：
检测到异常，就执行这个位置的逻辑
举例
try:
print('start...')
print(x) # 引用了一个不存在的名字，触发异常NameError
print('end...')
except NameError as e: # as语法将异常类型的值赋值给变量e，这样我们通过打印e便可以知道错误的原因
print('异常值为：%s' %e)
print('run other code...')
执行结果为
本来程序一旦出现异常就整体结束掉了，有了异常处理以后，在被检测的代码块出现异常时，被检测的代码块中异常发生位置之后的代码将不会执行，取而代之的是执行匹配异常的except子代码块，其余代码均正常运行。
当被检测的代码块中有可能触发不同类型的异常时，针对不同类型的异常：
如果我们想分别用不同的逻辑处理，需要用到多分支的except（类似于多分支的elif，从上到下依次匹配，匹配成功一次便不再匹配其他）
try:
被检测的代码块
except NameError:
触发NameError时对应的处理逻辑
except IndexError:
触发IndexError时对应的处理逻辑
except KeyError:
触发KeyError时对应的处理逻辑
举例
def convert_int(obj):
try:
res=int(obj)
except ValueError as e:
print('ValueError: %s' %e)
res=None
except TypeError as e:
print('TypeError: %s' %e)
res=None
return res
执行结果为
如果我们想多种类型的异常统一用一种逻辑处理，可以将多个异常放到一个元组内，用一个except匹配
try:
被检测的代码块
except (NameError,IndexError,TypeError):
触发NameError或IndexError或TypeError时对应的处理逻辑
举例
def convert_int(obj):
try:
res=int(obj)
except (ValueError,TypeError):
print('argument must be number or numeric string')
res=None
return res
执行结果为
如果我们想捕获所有异常并用一种逻辑处理，Python提供了一个万能异常类型Exception
try:
被检测的代码块
except NameError:
触发NameError时对应的处理逻辑
except IndexError:
触发IndexError时对应的处理逻辑
except Exception:
其他类型的异常统一用此处的逻辑处理
try/except...else
在多分支except之后还可以跟一个else（else必须跟在except之后，不能单独存在），只有在被检测的代码块没有触发任何异常的情况下才会执行else的子代码块
try:
被检测的代码块
except 异常类型1:
pass
except 异常类型2:
pass
......
else:
没有异常发生时执行的代码块
举例
import sys
for arg in sys.argv[1:]:
try:
f = open(arg, 'r')
except IOError:
print('cannot open', arg)
else:
print(arg, 'has', len(f.readlines()), 'lines')
f.close()
执行结果为
try-finally
try还可以与finally连用，从语法上讲finally必须放到else之后，但可以使用try-except-finally的形式，也可以直接使用try-finally的形式。无论被检测的代码块是否触发异常，都会执行finally的子代码块，因此通常在finally的子代码块做一些回收资源的操作，比如关闭打开的文件、关闭数据库连接等
python try:
被检测的代码块
except 异常类型1:
pass
except 异常类型2:
pass ......
else:
没有异常发生时执行的代码块
finally:
无论有无异常发生都会执行的代码块
举例
try:
print('start...')
print(x) # 引用了一个不存在的名字，触发异常NameError
finally:
print('这句话，无论异常是否发生都会执行。')
执行结果为
抛出异常
在不符合Python解释器的语法或逻辑规则时，是由Python解释器主动触发的各种类型的异常，而对于违反程序员自定制的各类规则，则需要由程序员自己来明确地触发异常，这就用到了raise语句，raise后必须是一个异常的类或者是异常的实例
class Student:
def __init__(self,name,age):
if not isinstance(name,str):
raise TypeError('name must be str')
if not isinstance(age,int):
raise TypeError('age must be int')
self.name=name
self.age=age
执行结果为
用户自定义异常
在内置异常不够用的情况下，我们可以通过继承内置的异常类来自定义异常类
class PoolEmptyError(Exception): # 可以通过继承Exception来定义一个全新的异常
def __init__(self,value='The proxy source is exhausted'): # 可以定制初始化方法
super(PoolEmptyError,self).__init__()
self.value=value
def __str__(self): # 可以定义该方法用来定制触发异常时打印异常值的格式
return '< %s >' %self.value
class NetworkIOError(IOError): # 也可以在特定异常的基础上扩展一个相关的异常
pass
执行结果为
断言语句
Python还提供了一个断言语句assert expression，断定表达式expression成立，否则触发异常AssertionError，与raise-if-not的语义相同，如下
age='18'
# 若表达式isinstance(age,int)返回值为False则触发异常AssertionError
assert isinstance(age,int)
# 等同于
if not isinstance(age,int):
raise AssertionError
何时使用异常处理
在了解了异常处理机制后，本着提高程序容错性和可靠性的目的，读者可能会错误地认为应该尽可能多地为程序加上try...except...，这其是在过度消费程序的可读性，因为try...except本来就是你附加给程序的一种额外的逻辑，与你的主要工作是没有多大关系的。
如果错误发生的条件是“可预知的”，我们应该用if来进行”预防”，如下
age=input('input your age>>: ').strip()
if age.isdigit(): # 可预知只有满足字符串age是数字的条件，int(age)才不会触发异常，
age=int(age)
else:
print('You must enter the number')
如果错误发生的条件“不可预知”，即异常一定会触发，那么我们才应该使用try...except语句来处理。例如我们编写一个下载网页内容的功能，网络发生延迟之类的异常是很正常的事，而我们根本无法预知在满足什么条件的情况下才会出现延迟，因而只能用异常处理机制了
import requests
from requests.exceptions import ConnectTimeout # 导入requests模块内自定义的异常
def get(url):
try:
response=requests.get(url,timeout=3)#超过3秒未下载成功则触发ConnectTimeout异常
res=response.text
except ConnectTimeout:
print('连接请求超时')
res=None
except Exception:
print('网络出现其他异常')
res=None
return res
get('https://www.python.org')
python标准异常
| 异常名称 | 描述 |
|---|---|
| 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 |
