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python400集4

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异常和错误

软件程序在运行过程中，非常可能遇到刚刚提到的这些问题，我们称之为 异常，英文是:Exception，意思是例外。

异常机制本质

异常指程序运行过程中出现的非正常现象，例如用户输入错误、除数为零、需 要处理的文件不存在、数组下标越界等。

所谓异常处理，就是指程序在出现问题时依然可以正确的执行剩余的程序，而 不会因为异常而终止程序执行。

python 中，引进了很多用来描述和处理异常的类，称为异常类。异常类定义中 包含了该类异常的信息和对异常进行处理的方法。

python 中内建异常类的继承层次:

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BaseException:所以异常的父类
有4子类：KeyBoardInterrupt, Exception, SystemExit,GeneratorExit
Exception内子类：NameError, ValueError, AttributeError等

python 中一切都是对象，异常也采用对象的方式来处理。处理过程:

  1. 抛出异常:在执行一个方法时，如果发生异常，则这个方法生成代表该异常的一个对象，停止当前执行路径，并把异常对象提交给解释器。

  2. 捕获异常:解释器得到该异常后，寻找相应的代码来处理该异常。

异常解决的关键:定位

当发生异常时，解释器会报相关的错误信息，并会在控制台打印出相关错误信息。我们 只需按照从上到下的顺序即可追溯(Trackback)错误发生的过程，最终定位引起错误的那一 行代码。

try… 一个except 结构

try…except 是最常见的异常处理结构。结构如下:

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try:

	被监控的可能引发异常的语句块

except BaseException [as e]:

	异常处理语句块

try 块包含着可能引发异常的代码，except 块则用来捕捉和处理发生的异常。执行的时 候，如果 try 块中没有引发异常，则跳过 ecept 块继续执行后续代码;执行的时候，如果 try块中发生了异常，则跳过 try 块中的后续代码，跳到相应的 except 块中处理异常;异常处理 完后，继续执行后续代码。

例子

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try:
  print("step1")
  a=3/0
  print("step2")
except BaseException as e:
  print("step3")
  print("e")
print("step4")

结果：

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step1
step3
division by zero 
step4

例子2

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try:
  print("step1")
  a=3/2
  print("step2")
except BaseException as e:
  print("step3")
  print("e")
print("step4")

#结果

step1
step2
step4

try…多个 except 结构

上面的结构可以捕获所有的异常，工作中也很常见。但是，从经典理论考虑，一般建议 尽量捕获可能出现的多个异常(按照先子类后父类的顺序)，并且针对性的写出异常处理代 码。为了避免遗漏可能出现的异常，可以在最后增加 BaseException。结构如下:

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try:
	被监控的可能引发异常的语句块
except Exception1:
 处理 Exception1 的语句块

except Exception2:
 处理 Exception2 的语句块
 ...

例

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try:
	a=input("输入一个被除数：")
	b=input("输入一个除数：")
  c=float(a)/float(b)
  print(c)
except ZeroDicisionError:
  print("除数不为0")
except TypeError: 
  print("异常:除数和被除数都应该为数值类型")
except NameError: 
  print("异常:变量不存在")
except BaseException as e:
    print(e)
    print(type(e)) 
 ```
请输入被除数:10 
请输入除数:0 
异常:除数不能为 0
```

try…except…else 结构

try…except…else 结构增加了“else 块”。如果 try 块中没有抛出异常，则执行 else 块。如果

try 块中抛出异常，则执行 except 块，不执行 else 块。

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发生异常的执行情况(执行 except 块，没有执行 else):

没有发生异常的执行情况(执行完 try 块后，执行 else):

try…except…finally 结构

try…except…finally 结构中，finally 块无论是否发生异常都会被执行;通常用来释放 try 块中申请的资源

finally 中的语句，无论是否发生异常都执行

读取文件，finally 中保证关闭文件资源

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try:
	f = open("d:/a.txt",'r') 
  content = f.readline() 
  print(content)
except BaseException as e:
    print(e)
finally:
	f.close() #释放资源。此处也可能会发生异常。若发生异常，则程序终止,不会继续往下执行
print("step4")
```
Traceback (most recent call last):
[Errno 2] No such file or directory: 'd:/a.txt'
File "C:/PycharmProjects/mypro_exception/my01.py", line 8, in <module>
f.close() #释放资源。此处也可能会发生异常。若发生异常，则程序终止,不会继续往下执行
NameError: name 'f' is not defined Process finished with exit code 1
```

需要把f.close也try except

return 语句和异常处理问题

由于 return 有两种作用:结束方法运行、返回值。我们一般不把 return 放到异常处理结构

中，而是放到方法最后。

一般不要将 return 语句放到 try、except、else、finally 块中，会发生一些意想不到的错误。建议放到方法最后。

常见异常的解决

Python 中的异常都派生自 BaseException 类

\1. SyntaxError:语法错误

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int a =3 
SyntaxError: invalid syntax

\2. NameError:尝试访问一个没有申明的变量

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print(a)
NameError: name 'a' is not defined

\3. ZeroDivisionError:除数为0错误(零除错误)

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a = 3/0
ZeroDivisionError: division by zero

\4. ValueError:数值错误

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float("gaoqi")
ValueError: could not convert string to float: 'gaoqi'

\5. TypeError:类型错误

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123+"abc"
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'

\6. AttributeError:访问对象的不存在的属性

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a.sayhi()
AttributeError: 'int' object has no attribute 'sayhi'

\7. IndexError:索引越界异常

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a[10]
IndexError: list index out of range

\8. KeyError:字典的关键字不存在

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a['salary'] KeyError: 'salary'
异常名称 说明
ArithmeticError 所有数值计算错误的基类
AssertionError 断言语句失败
AttributeError 对象没有这个属性
BaseException 所有异常的基类
DeprecationWarning 关于被弃用的特征的警告
EnvironmentError 操作系统错误的基类
EOFError 没有内建输入,到达 EOF 标记
Exception 常规错误的基类
FloatingPointError 浮点计算错误
FutureWarning 关于构造将来语义会有改变的警告
GeneratorExit 生成器(generator)发生异常来通知退出
ImportError 导入模块/对象失败
IndentationError 缩进错误
IndexError 序列中没有此索引(index)
IOError 输入/输出操作失败
KeyboardInterrupt 用户中断执行(通常是输入^C)
KeyError 映射中没有这个键
LookupError 无效数据查询的基类
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)
NotImplementedError 尚未实现的方法
OSError 操作系统错误
OverflowError 数值运算超出最大限制
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
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
RuntimeWarning 可疑的运行时行为(runtime behavior)的警告
StandardError 所有的内建标准异常的基类
StopIteration 迭代器没有更多的值
SyntaxError Python 语法错误
SyntaxWarning 可疑的语法的警告
SystemError 一般的解释器系统错误
SystemExit 解释器请求退出
TabError Tab 和空格混用
TypeError 对类型无效的操作
UnboundLocalError 访问未初始化的本地变量
UnicodeDecodeError Unicode 解码时的错误
UnicodeEncodeError Unicode 编码时错误
UnicodeError Unicode 相关的错误
UnicodeTranslateError Unicode 转换时错误
UserWarning 用户代码生成的警告
ValueError 传入无效的参数
Warning 警告的基类
WindowsError 系统调用失败
ZeroDivisionError 除(或取模)零 (所有数据类型)

with 上下文管理

finally 块由于是否发生异常都会执行，通常我们放释放资源的代码。其实，我们可以通过 with 上下文管理，更方便的实现释放资源的操作。 with 上下文管理的语法结构如下:

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with context_expr [ as var]: 
	语句块

with 上下文管理可以自动管理资源，在 with 代码块执行完毕后自动还原进入该代码之前的 现场或上下文。不论何种原因跳出 with 块，不论是否有异常，总能保证资源正常释放。极 大的简化了工作，在文件操作、网络通信相关的场合非常常用。

With不是取代try…except…finally的，而是作为补充，方便文件管理，网络通信时的开发

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with open("d:/bb.txt") as f: 
  for line in f:
		print(line)

trackback 模块

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#coding=utf-8
import traceback
try: 
  print("step1")
	num = 1/0 
except:
	traceback.print_exc()
  ```
  step1
Traceback (most recent call last):
  File "/Users/mengxiaowang/Documents/a.py", line 4, in <module>
    num = 1/0
ZeroDivisionError: division by zero
  ```

使用 traceback 将异常信息写入日志文件

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import traceback
try: 
  print("step1")
	num = 1/0 
except:
	with open("d:/a.log","a") as f: 
    traceback.print_exc(file=f)

自定义异常类

程序开发中，有时候我们也需要自己定义异常类。自定义异常类一般都是运行时异常，通常继承 Exception 或其子类即可。命名一般以 Error、Exception 为后缀。

自定义异常由 raise 语句主动抛出。

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classAgeError(Exception): #继承Exception 
  def __init__(self,errorInfo):
		Exception.__init__(self)
		self.errorInfo = errorInfo 
  def __str__(self):
		return str(self.errorInfo)+",年龄错误!应该在 1-150 之间"
############测试代码################
if __name__ == "__main__": #如果为 True，则模块是作为独立文件运行， 可以执行测试代码
	age = int(input("输入一个年龄:")) 
  	if age<1 or age>150:
    	raise AgeError(age)
    else:
			print("正常的年龄:",age)
```
输入一个年龄：160
Traceback (most recent call last):
File "C:/Users/Administrator/PycharmProjects/mypro_exception/my10.py", line 16, in <module>
raise AgeError(age)
__main__.AgeError: 200,年龄错误!应该在 1-150 之间
```

if name == ‘main‘:的作用

简单说：

在当前执行的程序下（例如当前程序为test.py），如果导入其他模块（other_test.py），则运行程序时other_test.py的if name == ‘main‘ 语句判断失败，将不会运行下面的方法。

也就是说导入的模块的if name == ‘main‘ 语句下的方法是不会执行的。只会执行当前的if name == ‘main‘ 下的方法。
一个python文件通常有两种使用方法，第一是作为脚本直接执行，第二是 import 到其他的 python 脚本中被调用（模块重用）执行。因此 if name == ‘main’: 的作用就是控制这两种情况执行代码的过程，在 if name == ‘main’: 下的代码只有在第一种情况下（即文件作为脚本直接执行）才会被执行，而 import 到其他脚本中是不会被执行的。举例说明如下：

  • 直接执行

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直接执行 test.py，结果如下图，可以成功 print 两行字符串。即，if name==”main“: 语句之前和之后的代码都被执行。

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  • import 执行

然后在同一文件夹新建名称为 import_test.py 的脚本，输入如下代码：

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执行 import_test.py 脚本，输出结果如下：

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只输出了第一行字符串。即，if name==”main“: 之前的语句被执行，之后的没有被执行。

if name == ‘main‘:的运行原理

每个python模块（python文件，也就是此处的 test.py 和 import_test.py）都包含内置的变量 name，当该模块被直接执行的时候，name 等于文件名（包含后缀 .py ）；如果该模块 import 到其他模块中，则该模块的 name 等于模块名称（不包含后缀.py）。

而 “main” 始终指当前执行模块的名称（包含后缀.py）。进而当模块被直接执行时，name == ‘main’ 结果为真。

为了进一步说明，我们在 test.py 脚本的 if name==”main“: 之前加入 print(name)，即将 name 打印出来。文件内容和结果如下：

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img

可以看出，此时变量name的值为”main“。

再执行 import_test.py，执行结果如下：

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此时，test.py中的name变量值为 test，不满足 name==”main“ 的条件，因此，无法执行其后的代码。