73 异常处理

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一. 什么是异常

异常就是程序运行的时候发生的错误信号, 在程序出错时, 会产生一个异常, 如果没有及时处理批该异常, 程序的运行也随即终止, 如下图 :

73 异常处理

两种产生异常的因素

  • 语法上的错误示例
print("aaaa"

def aaa:

class Aa

if a == "q"

for i in range(4)

......

语法上的错误在程序执行之前就应该避免, 或者说就不应该有这种错误

  • 逻辑上的错误
for i in 4:  # int 类型不可迭代 : TypeError

num = input(">>")
int(num)     # 如果输入字符串无法 int : ValueError

aaa          # 变量名未定义 : NameError

li = [1,2,3]
printli[5]   # 超出索引 : IndexError

dic = {"name":"shawn"}
dic["age"]   # 没有这个 key : KeyError

.....

逻辑上的错误又分为 : 可控制的逻辑错误, 应该尽量解决, 避免, 而对于不可控制的逻辑错误, 我们就需要使用 异常处理 : try...except...

二. 异常种类

Python 中不同的异常使用不同的类型去标识, 一个异常类型标识一种异常

常用异常类型

异常 描述
TypeError

传入对象类型与要求的不符

IndexError 下标索引超出序列边界,比如当 x 只有三个元素,却试图访问 x[5]
KeyError 试图访问字典里不存在的键
AssertionError assert(断言)语句失败
AttributeError 试图访问一个对象没有的属性,比如 foo.x,但是 foo 没有 x 这个属性。
IOError 输入 / 输出异常,基本上是无法打开文件。
ImportError 无法引入模块或者包,基本上是路径问题
IndentationError 语法错误,代码没有正确对齐
KerboardInterrupt Ctrl + C 被按下
NameError 使用一个还未被赋值予对象的变量
SyntaxError Python 代码非法,代码不能解释
UnboundLocalError

试图访问一个还未被设置的局部变量,基本上是由于另一个同名的全局变量,导致你以为正在访问它

ValueError 传入一个调用者不期望的值,即使值的类型是正确的

Python 所有标准异常

  • 常用异常也包含在内
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
SystemExit Python 解释器请求退出
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
KeyboardInterrupt 用户中断执行(通常是输入 ^C)
LookupError 无效数据查询的基类
IndexError 序列中没有没有此索引(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

更多其他异常

ArithmeticError
AssertionError
AttributeError
BaseException
BufferError
BytesWarning
DeprecationWarning
EnvironmentError
EOFError
Exception
FloatingPointError
FutureWarning
GeneratorExit
ImportError
ImportWarning
IndentationError
IndexError
IOError
KeyboardInterrupt
KeyError
LookupError
MemoryError
NameError
NotImplementedError
OSError
OverflowError
PendingDeprecationWarning
ReferenceError
RuntimeError
RuntimeWarning
StandardError
StopIteration
SyntaxError
SyntaxWarning
SystemError
SystemExit
TabError
TypeError
UnboundLocalError
UnicodeDecodeError
UnicodeEncodeError
UnicodeError
UnicodeTranslateError
UnicodeWarning
UserWarning
ValueError
Warning
ZeroDivisionError

三异常处理的完整语法

print('start...')
try:
    被监测代码 1
    被监测代码 2
except 异常类型 1 as e:
    处理异常的代码
except 异常类型 2 as e:
    处理异常的代码
except 异常类型 3 as e:
    处理异常的代码
except (异常类型 4, 异常类型 5, 异常类型 6) as e:
    处理异常的代码
except Exception as e:
    处理异常的代码
else:
    没有异常发生时执行的代码
finally:
    无论有无异常都会执行

print('end...')

四. 异常处理的用法

为了保证程序的健壮性与容错性, 即在程序遇到错误的时候也不会崩溃, 那么我们就需要对异常进行处理

1. 首先, 如果错误的条件是可预知的, 我们就需要使用 if 进行处理, 在错误之前进行预防

num = input(">>").strip()
if num.isdigit():    # 只有用户输入的是纯数字的字符才能转成 int 类型进行下面的操作, 这是可预知的
    num = int(num)  
    if num > 10:
        print("ok")
    else:
        print("no")
else:
    print(" 请输入数字 ")

2. 当错误发生的条件不可预知, 则需要使用 try...except 进行异常之后的处理

print("--->strat")
l = [1,2,3]
try:
    print(l[5])
except  IndexError as I:
    print(I)
print("--->end")
''' 輸出
--->strat
list index out of range  # 超出索引
--->end
'''

五.try...except... 的用法

1. 一个异常类只能处理指定的异常, 如果非指定异常则无法检测, 程序崩溃

l = [1,2,3]
try:
    print(l[5])
except  KeyError as I:
    print(I)
# 抛出异常 : IndexError: list index out of range

2. 多分支检测异常

l = [1,2,3]
try:
    print(l[5])
except  KeyError as K:
    print(K)
except ValueError as V:
    print(V)
except IndexError as I:
    print(I)
 # list index out of range

3. 万能异常 : Exception

l = [1,2,3]
try:
    print(l[5])
except  Exception as E:
    print(E)
# list index out of range

4. 多分支异常与万能异常

  • 如果你对检测异常的代码无论出现什么异常, 都使用一种逻辑去处理它, 那么直接使用万能异常就行了
  • 如果你的需求是对不同的异常进行不同的处理, 那么就应该使用多分支异常处理
  • 当然你也可以在多分支后面再来一个 Exception, 即你设置的不同异常都没有捕获到再使用 Exception 捕获
l = [1,2,3]
try:
    print(l[5])
except  KeyError as K:
    print(f"key--->{K}")
except ValueError as V:
    print(f"Val--->{V}")
except Exception as E:
    print(f"Exc--->{E}")
# Exc--->list index out of range

5.try...else... : 没有发生异常执行

l = [1,2,3]
try:
    print(l[2])
except  KeyError as K:
    print(f"key--->{K}")
except ValueError as V:
    print(f"Val--->{V}")
except Exception as E:
    print(f"Exc--->{E}")
else:
    print(" 什么异常都没有 ")
'''
3
什么异常都没有
'''

6.try...finally : 无论有没有发生异常都触发

🍓没有异常
l = [1,2,3]
try:
    print(l[2])
except  KeyError as K:
    print(f"key--->{K}")
finally:
    print(" 没有异常 ")
'''
3
没有异常
'''

🍓出现异常
l = [1,2,3]
try:
    print(l[9])
except  IndexError as I:
    print(f"key--->{I}")
finally:
    print(" 出现异常 ")
'''
key--->list index out of range
没有异常
'''

一个 try 必须对应一个 except , 而 elsefinally 是可选的

7. raise .... 语句主动触发异常

我们可以使用 raise 语句自己触发异常,raise语法格式如下

def people(age:int):
    if age < 18:
        raise Exception("It has to be greater than 18") # 后面的代码不会再执行
    print(" 我不会执行 ")

people(12) 
# 抛出异常 : Exception: It has to be greater than 18

主动异常检测测试

try:
    raise TypeError(" 类型错误 ")
except Exception as E:
    print(E)  # 类型错误

8. 断言 : assert

🍓通常我们断言
li = [1,2,3,4,5]
if li[3] != 9:
    raise Exception(" 断言失败 ")
# 抛出异常 : Exception: 断言失败

🍓以上的事情我们可以使用 "assert" 来完成
li = [1,2,3,4,5]
assert li[3] == 9
print(" 后续代码不执行 ")

9. 自定义异常

自定义异常类型必须继承 BaseException

class Permission(BaseException):
    def __init__(self,msg):
        self.msg = msg

li = [" 派大星 "," 海绵宝宝 "," 章鱼哥 "]
for i in li:
    if i == " 派大星 ":
        raise Permission(" 权限不允许你打印 '派大星'")
    else:
        print(i)
# 抛出异常 : __main__.Permission: 权限不允许你打印 '派大星'

10. 总结

  • try...except... 可以把错误处理和真正的工作分开来
  • 代码更易组织,更清晰,复杂的工作任务更容易实现
  • 毫无疑问,更安全了,不至于由于一些小的疏忽而使程序意外崩溃了

六. 异常处理的缺点和应该使用的场景

try...except... 是你附加给你的程序的一种异常处理的逻辑,与你的主要的工作是没有关系的,这种东西加的多了,会导致你的代码可读性变差

只有在错误发生的条件无法预知的情况下,才应该加上try...except...

正文完
 
shawn
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