python基础-异常处理

1.异常与异常处理

异常就是程序中的错误，正常情况下程序是自上而下逐行执行的，当遇到异常时，就会报错退出执行；

异常处理就是在程序中可能出错的地方进行提前预捕获，并将异常部分的程序进行修正使得程序正常执行。

2.异常的语法

利用try ... except ... 关键字

# 以字符串的upper方法为例

def new_upper(str_data):
    new_str = str_data.upper()
    return new_str

# 输入正常的字符串，程序执行正常，返回结果正常
new_str = new_upper('test_str')
print(new_str)
'''
TEST_STR
'''

# 输入非字符串类型，程序会报错
new_str2 = new_upper(1)
print(new_str2)
'''
Traceback (most recent call last):
  File "D:\python_exercise\try_except.py", line 15, in <module>
    new_str2 = new_upper(1)
  File "D:\python_exercise\try_except.py", line 6, in new_upper
    new_str = str_data.upper()
AttributeError: 'int' object has no attribute 'upper'
'''

# 接上，此时可以通过try...except...提前捕获异常

def new_upper(str_data):
    new_str = 'init_value'
    try:
        new_str = str_data.upper()
        print('try中代码继续执行')
    except:
        print('传入的字符串参数可能有误，请检查!')
    print('整个方法继续执行')
    return new_str


# 传入的数据正确时
new_str = new_upper('test_str')
print(new_str)
# try模块中没有异常出现，则不会执行except模块中代码；程序自上而下正常执行
'''
try中代码继续执行
整个方法继续执行
TEST_STR
'''
# 传入的数据出错时,会立即执行except模块中代码,且try中后续代码不再执行，整个方法的后续代码会继续执行
new_str = new_upper(1)
print(new_str)
'''
传入的字符串参数可能有误，请检查!
整个方法继续执行
init_value
'''

3.保存并处理报错信息

上面的例子中，在异常出现时，捕获后做了自定义的处理，没有保留或打印真正的报错信息；

可以在except模块中，捕获并抛出真正的错误信息；

# 有两种处理方式
# 一种是不知道会出现什么错误，用Exception做通用的异常捕获

# 以1不能除0为例, 正常情况下，程序执行异常，会直接报错
1 / 0
'''
Traceback (most recent call last):
  File "D:\python_exercise\try_except.py", line 5, in <module>
    1 / 0
ZeroDivisionError: division by zero
'''
# 此时，想拿到Error信息，捕获异常书写方法如下
def test():
    try:
        1 / 0
    except Exception as e:  # as e 给异常信息起个别名e（e可以随意起名，一般大家都习惯写e）
        print(e)

test()
'''
division by zero
'''

# 另一种是提前知道可能出现的异常类型，可直接按已知异常类型捕获
# 例如例子中已知1/0时的ZeroDivisionError
def test2():
    try:
        1 / 0
    except ZeroDivisionError as e:
        print(e)

test2()
'''
division by zero
'''

"""
通用捕获方法，程序执行时需要去异常类型库中找一下报错类型，再去抛出；可能在性能上比指定异常类型差一些，但也可忽略不计;
通用捕获方法，所有异常情况某一种出现都会被抛出，但指定错误类型的方法，当出现其它错误类型时，则不会被抛出，程序依旧报错;
所以两种方式可以按需使用。
"""
# 指定错误类型时，若出现其它错误，程序仍会报错
def test3():
    try:
        3/4
        test_str = 3
        test_str.upper()
    except ZeroDivisionError as e:
        print(e)

test3()
# 此时程序仍会报错
'''
Traceback (most recent call last):
  File "D:\python_exercise\try_except.py", line 51, in <module>
    test3()
  File "D:\python_exercise\try_except.py", line 47, in test3
    test_str.upper()
AttributeError: 'int' object has no attribute 'upper'
'''

上面的例子中，按类型捕获异常时，是可以同时捕获多种类型的；

# 多个异常捕获，依然有两种写法，此时代码中出现某一种错误后就不再进行后续捕获了

# 一种是可以添加多个except模块
def test():
    try:
        1/0
        new_str = 2
        new_str.upper()
    except ZeroDivisionError as e:
        print(e)
    except AttributeError as e:
        print(e)
    print('end')

test()
'''
division by zero
end
'''

# 另一种是写在except元组中
def test2():
    try:
        1/0
        new_str = 2
        new_str.upper()
    except (AttributeError, ZeroDivisionError) as e:
        print(e)
        print(type(e))  # 此时要注意下e不是字符串，是错误类型对应的类
        print(dir(e))   # 打印e的所有可用方法
        print(str(e))   # 有其它需求，可以转化成字符串
    print('end')

test2()
'''
division by zero
<class 'ZeroDivisionError'>
['__cause__', '__class__', '__context__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__setstate__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__suppress_context__', '__traceback__', 'args', 'with_traceback']
division by zero
end
'''

4.了解常用的异常类型

Exception 通用异常类型（基类，是所有异常类型的父类）

ZeroDivisonError 不能整除0

AttributeError 对象没有这个属性（或方法）

IOError 输入输出操作失败（用于文件读写）

IndexError 没有当前的索引（列表、元组中使用）

KeyError 没有这个键值（key）字典中使用

NameError 没有这个变量（未初始化对象）

SyntaxError python语法错误

SystemError 解释器的系统错误（少见）

ValueError 传入的参数错误（函数传参出错）

TypeError 函数传参类型错误

def test(a):
    print(a)

test()  # 需要一个必传参数（位置参数），但这里是按默认参数有值传递的，会报错
'''
Traceback (most recent call last):
  File "D:\python_exercise\try_except.py", line 57, in <module>
    test()
TypeError: test() missing 1 required positional argument: 'a'
'''
try:
    test()
except TypeError as e:
    print(e)
'''
test() missing 1 required positional argument: 'a'
'''

5.finally的功能和用法

finally是try...except后的额外操作，无论是否发生异常，都会执行finally代码块；

def upper(str_data):
    try:
        new_str = str_data.upper()
        print('try模块执行')
        return new_str
    except AttributeError as e:
        print(e)
    finally:
        print('finally模块执行')
        return 'finally'

# 调用无异常时
re = upper('test')
print(re)
'''
try模块执行
finally模块执行
finally
'''

# 可以看到无异常抛出时，执行try模块后，会继续执行finally模块
# 且当try中有return返回时，也会再执行finally模块，且当finally中也有return时、最终return结果被finally的覆盖


# 调用出现异常时
re2 = upper(3)
print(re2)
'''
'int' object has no attribute 'upper'
finally模块执行
finally
'''

# 可以看到遇到异常后，直接执行了expect模块
# 执行except模块后，依然执行finally模块

# 有时也会只有try...finally一起使用
# 此时出现异常后，不会被捕获，正常报错，但仍会执行finally模块代码
def test():
    try:
        1/0
    finally:
        print('finally执行')

test()
'''
Traceback (most recent call last):
  File "D:\python_exercise\try_except.py", line 119, in <module>
    test()
  File "D:\python_exercise\try_except.py", line 115, in test
    1/0
ZeroDivisionError: division by zero
finally执行
'''

# 此时如果在finally中做return操作
def test2():
    try:
        print('try1')
        1/0
        print('try2')
    finally:
        print('finally执行')
        return 'finally re'

re = test2()
print(re)
'''
try1
finally执行
finally re
'''

# 可以看到遇到异常后未抛出程序异常
# 直接正常执行了finally模块code

6.自定义异常与抛出异常

之前我们看到的Exception, NameError, KeyError等错误类型，都是python中自带的抛出异常类型；

在平常业务开发中，我们也可以主动定义抛出一些异常，更好的服务于业务；

'''
使用自定义抛出异常函数 --raise
将信息以报错的形式抛出
'''

def test(number):
    if number == 50:
        raise ValueError('数字不能是50')  # raise后的exception类型可以自选
    return number

re = test(100)
print(re)  # 100

re2 = test(50)
print(re2)
'''
Traceback (most recent call last):
  File "D:\python_exercise\try_except.py", line 165, in <module>
    re2 = test(50)
  File "D:\python_exercise\try_except.py", line 159, in test
    raise ValueError('数字不能是50')  # raise后的exception类型可以自选
ValueError: 数字不能是50
'''

# 自定义的错误类型，也是可以通过try...except捕获到的
try:
    test(50)
except Exception as e:
    print(e)
'''
数字不能是50
'''

'''
上述例子中valueError正常是表示参数传递参数错误的错误类型，
和编写的函数中数字值错误并不是很贴切，此时可以使用通用的exception来抛出异常
'''
def test(number):
    if number == 100:
        raise Exception('数值错误,请检查')
    return number

re = test(100)
print(re)
'''
Traceback (most recent call last):
  File "D:\python_exercise\try_except.py", line 194, in <module>
    re = test(100)
  File "D:\python_exercise\try_except.py", line 191, in test
    raise Exception('数值错误,请检查')
Exception: 数值错误,请检查
'''

'''
此时还可以自己编写一个异常类型类，更贴切的描述异常
'''
# 需继承Exception基类
class NumberLimitError(Exception):
    def __init__(self, message):
        self.message = message


def test2(number):
    if number == 100:
        raise NumberLimitError('数值错误,请检查')
    return number
test2(100)
'''
Traceback (most recent call last):
  File "D:\python_exercise\try_except.py", line 219, in <module>
    test2(100)
  File "D:\python_exercise\try_except.py", line 216, in test2
    raise NumberLimitError('数值错误,请检查')
__main__.NumberLimitError: 数值错误,请检查
'''
try:
    test2(100)
except NumberLimitError as e:
    print(e)
'''
数值错误,请检查
'''

# 顺便提下try...except...else
# 无异常出现时，走else逻辑 
try:
    test2(50)
except NumberLimitError as e:
    print(e)
else:
    print('无异常发生')
finally:
    print('finally code')
'''
无异常发生
finally code
'''

7.断言

断言是对一个表达式进行判断，在表达式是false时触发异常；

断言关键字assert；assert expresion, message ; (expression是要判断的表达式，结果是bool类型；message是遇到错误要抛出的异常信息)

断言与raise功能类似，相当于对raise的简化写法（使用raise时，会先书写if语句进行判断、再看是否raise抛出异常，assert一行代码就可以搞定这些功能）

assert 1 == 1  # 条件语句为True,正常执行
assert 1 > 2   # 条件语句为False, 会触发报错
"""
Traceback (most recent call last):
  File "D:\python_exercise\try_except.py", line 252, in <module>
    assert 1 > 2
AssertionError
"""
# 此时未指定报错信息，只抛出AssertionError异常，未打印信息


import sys
print(sys.platform)  # win32
assert ('win32' not in sys.platform), '当前PC型号判断有误'
"""
Traceback (most recent call last):
  File "D:\python_exercise\try_except.py", line 262, in <module>
    assert ('win32' not in sys.platform), '当前PC型号判断有误'
AssertionError: 当前PC型号判断有误
"""

8.代码bug调试

bug是程序中的错误，没有提前进行异常捕获，以至于程序报错，导致程序崩溃；

平常开发中代码量较大时，可能不好定位异常的位置，比较耗时，有两种方式可以帮助我们调试程序找到错误；

一种是可以借助print打印信息，辅助定位；

a = 1
print('执行到这里1')
b = 2
print('执行到这里2')
c = 3
print('执行到这里3')
print(a, b, c, d)

'''
执行到这里1
执行到这里2
执行到这里3
Traceback (most recent call last):
  File "D:\python_exercise\try_except.py", line 276, in <module>
    print(a, b, c, d)
NameError: name 'd' is not defined. Did you mean: 'id'?
'''
# 可以看到'执行到这里3'已成功打印，说明错误出现在'执行到这里3'下一行 
# (目前代码量较少，程序已直接打印出了出错的位置，代码调用层级较多时，调试效果会更大些)

另一种是可以借助pycharm的debug功能，利用断点调试程序；

仍然使用相同的代码，在猜测引起报错位置、想要暂停的地方开头点击一下，形成断点；