Python编程

Python 2 通过异常处理所有错误

异常是表示错误或其他异常情况的信号。Python 提供了许多内建的异常，表示诸如越界读取文件或除以零等错误情况。你也可以定义自己的异常。

概述

Python 中的异常使用概览：

import random
try:
  ri = random.randint(0, 2)
  if ri == 0:
    infinity = 1/0
  elif ri == 1:
    raise ValueError("Message")
    # raise ValueError, "Message" # 已弃用
  elif ri == 2:
    raise ValueError # 无消息
except ZeroDivisionError:
  pass
except ValueError as valerr:
  # except ValueError, valerr: # 已弃用？
  print(valerr)
  raise  # 抛出刚才捕获的异常
except:  # 其他任何异常
  pass
finally:  # 可选
  pass  # 清理工作

class CustomValueError(ValueError): pass  # 自定义异常
try:
  raise CustomValueError
  raise TypeError
except (ValueError, TypeError):  # ValueError 会捕获自定义异常，它是派生类
  pass  # 一个元组可以捕获多个异常类

抛出异常

每当程序尝试执行某个错误的或没有意义的操作时，Python 会抛出异常：

>>> 1 / 0
Traceback (most recent call last):
    File "<stdin>", line 1, in ?
ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero

这个 traceback 表明抛出了 ZeroDivisionError 异常。这是一个内建异常——下面会列出所有其他异常。

捕获异常

要处理错误，你可以在代码中设置异常处理块。try 和 except 关键字用于捕获异常。当 try 块中的错误发生时，Python 会查找匹配的 except 块来处理它。如果有匹配的块，执行会跳转到该块。

例如，执行以下代码：

try:
    print(1/0)
except ZeroDivisionError:
    print("You can't divide by zero!")

Python 将打印：

You can't divide by zero!

如果在 except 行没有指定异常类型，它会捕获所有异常。通常在生产代码中这不是一个好主意，因为它意味着你的程序会忽略意外的错误以及 except 块本该处理的错误。

异常可以传播到调用栈：

def f(x):
    return g(x) + 1

def g(x):
    if x < 0: raise ValueError("I can't cope with a negative number here.")
    else: return 5

try:
    print(f(-6))
except ValueError:
    print("That value was invalid.")

在此代码中，print 语句调用函数 f。该函数调用 g 函数，抛出 ValueError 异常。由于 f 和 g 都没有处理 ValueError 的 try/except 块，因此异常会传播到主代码中，在那里会有一个异常处理块等待它。此代码输出：

That value was invalid.

有时，查看具体的错误原因或打印 Python 错误文本本身会非常有用。例如：

try:
    the_file = open("the_parrot")
except IOError as (ErrorNumber, ErrorMessage):
    if ErrorNumber == 2:  # 文件未找到
        print("Sorry, 'the_parrot' has apparently joined the choir invisible.")
    else:
        print(f"Congratulation! you have managed to trip a #{ErrorNumber} error")
        print(ErrorMessage)

输出：

Sorry, 'the_parrot' has apparently joined the choir invisible.

自定义异常

上面看到的类似代码可以用来创建自定义异常并传递信息。这在调试复杂项目时非常有用。以下是如何创建自定义异常类的示例：

class CustomException(Exception):
    def __init__(self, value):
        self.parameter = value
    def __str__(self):
        return repr(self.parameter)

然后使用该异常：

try:
    raise CustomException("My Useful Error Message")
except CustomException as instance:
    print("Caught: " + instance.parameter)

重复尝试

异常可能会导致某个代码块在发生异常后不会被重新访问。在某些情况下，这可能会让程序使用的外部资源处于未知状态。

finally 子句允许程序员在发生异常时关闭这些资源。在 Python 2.4 到 2.5 版本之间，finally 子句的语法发生了变化。

Python 2.4:

try:
    result = None
    try:
        result = x / y
    except ZeroDivisionError:
        print("division by zero!")
    print("result is", result)
finally:
    print("executing finally clause")

Python 2.5:

try:
    result = x / y
except ZeroDivisionError:
    print("division by zero!")
else:
    print("result is", result)
finally:
    print("executing finally clause")

内建异常类

Python 所有内建的异常类可以在官方文档中找到。

异常的其他用法

异常不仅仅用于错误处理。如果你有一段复杂的代码，用来决定采取哪条路线，使用异常可以在做出决策后立即跳出代码。基于 Python 的邮件列表软件 Mailman 就是使用这种方式来决定如何处理邮件。将异常用于这种方式可能看起来像是某种 GOTO —— 事实上它确实是，但它是有限制的，称为逃逸续行。续行是一个强大的函数式编程工具，学习它可能会很有帮助。

例如，假设你想向一个列表添加项目，但你不想使用“if”语句来初始化列表，我们可以用异常来替代：

try:
    self.items.extend(new_items)
except AttributeError:
    self.items = list(new_items)

这样，我们就强调了程序的正常流程——通常我们只是扩展列表，而不是强调不寻常的情况。