Python中的异常（Exception）处理

异常

当你的程序出现例外状况时就会发生异常（Exception）。例如，当你想要读取一个文件时，而那个文件却不存在，怎么办？又或者你在程序执行时不当心把它删除了，怎么办？这些经过使用异常来进行处理。

相似地，若是你的程序中出现了一些无效的语句该怎么办？Python 将会对此进行处理，举起（Raises）它的小手来告诉你哪里出现了一个错误（Error）。

错误

你能够想象一个简单的 print 函数调用。若是咱们把 print 误拼成 Print 会怎样？你会注意到它的首字母是大写。在这一例子中，Python 会抛出（Raise）一个语法错误。

>>> Print("Hello World")
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'Print' is not defined >>> print("Hello World")
Hello World

 

你会注意到一个 NameError 错误被抛出，同时 Python 还会打印出检测到的错误发生的位置。这就是一个错误错误处理器（Error Handler）2 为这个错误所作的事情。

异常

咱们将尝试（Try）去读取用户的输入内容。按下 [ctrl-d] 来看看会发生什么事情。

>>> s = input('Enter something --> ')
Enter something --> Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
EOFError

 

此处 Python 指出了一个称做 EOFError 的错误，表明着它发现了一个文件结尾（End of File）符号（由 ctrl-d 实现）在不应出现的时候出现了。

处理异常

咱们能够经过使用 try..except 来处理异常情况。通常来讲咱们会把一般的语句放在 try 代码块中，将咱们的错误处理器代码放置在 except 代码块中。

案例（保存文 exceptions_handle.py）：

try:
    text = input('Enter something --> ') except EOFError:
    print('Why did you do an EOF on me?') except KeyboardInterrupt:
    print('You cancelled the operation.') else:
    print('You entered {}'.format(text))

 

输出：

# Press ctrl + d
$ python exceptions_handle.py
Enter something --> Why did you do an EOF on me?

# Press ctrl + c
$ python exceptions_handle.py
Enter something --> ^CYou cancelled the operation.

$ python exceptions_handle.py
Enter something --> No exceptions
You entered No exceptions

 

它是如何工做的

咱们将全部可能引起异常或错误的语句放在 try 代码块中，并将相应的错误或异常的处理器（Handler）放在 except 子句或代码块中。except 子句能够处理某种特定的错误或异常，或者是一个在括号中列出的错误或异常。若是没有提供错误或异常的名称，它将处理全部错误与异常。

要注意到必须至少有一句 except 字句与每一句 try 字句相关联。否则，有一个 try 代码块又有什么意义？

若是没有任何错误或异常被处理，那么将调用 Python 默认处理器，它只会终端程序执行并打印出错误信息。咱们已经在前面的章节里见过了这种处理方式。

你还能够拥有一个 else 子句与 try..except 代码块相关联。else 子句将在没有发生异常的时候执行。

在下一个案例中，咱们还将了解如何获取异常对象以便咱们能够检索其余信息。

抛出异常3

你能够经过 raise 语句来引起一次异常，具体方法是提供错误名或异常名以及要抛出（Thrown）异常的对象。

你可以引起的错误或异常必须是直接或间接从属于 Exception（异常） 类的python 派生类。

案例（保存为 exceptions_raise.py）：

# encoding=UTF-8 class ShortInputException(Exception): '''一个由用户定义的异常类''' def __init__(self, length, atleast): Exception.__init__(self)
        self.length = length
        self.atleast = atleast try:
    text = input('Enter something --> ') if len(text) < 3: raise ShortInputException(len(text), 3) # 其余工做能在此处继续正常运行 except EOFError:
    print('Why did you do an EOF on me?') except ShortInputException as ex:
    print(('ShortInputException: The input was ' + '{0} long, expected at least {1}')
          .format(ex.length, ex.atleast)) else:
    print('No exception was raised.')

 

输出：

$ python exceptions_raise.py
Enter something --> a
ShortInputException: The input was 1 long, expected at least 3

$ python exceptions_raise.py
Enter something --> abc
No exception was raised.

 

它是如何工做的

在本例中，咱们建立了咱们本身的异常类型。这一新的异常类型叫做 ShortInputException。它包含两个字段——获取给定输入文本长度的 length，程序指望的最小长度 atleast。

在 except 子句中，咱们说起了错误类，将该类存储 as（为） 相应的错误名或异常名。这相似于函数调用中的形参与实参。在这个特殊的 except 子句中咱们使用异常对象的 length 与 atleast 字段来向用户打印一条合适的信息。

Try ... Finally

假设你正在你的读取中读取一份文件。你应该如何确保文件对象被正确关闭，不管是否会发生异常？这能够经过 finally 块来完成。

保存该程序为 exceptions_finally.py：

import sys import time

f = None try:
    f = open("poem.txt") # 咱们经常使用的文件阅读风格 while True:
        line = f.readline() if len(line) == 0: break print(line, end='')
        sys.stdout.flush()
        print("Press ctrl+c now") # 为了确保它能运行一段时间 time.sleep(2) except IOError:
    print("Could not find file poem.txt") except KeyboardInterrupt:
    print("!! You cancelled the reading from the file.") finally: if f:
        f.close()
    print("(Cleaning up: Closed the file)")

 

输出：

$ python exceptions_finally.py
Programming is fun
Press ctrl+c now
^C!! You cancelled the reading from the file.
(Cleaning up: Closed the file)

 

它是如何工做的

咱们按照一般文件读取进行操做，可是咱们同时经过使用 time.sleep 函数任意在每打印一行后插入两秒休眠，使得程序运行变得缓慢（在一般状况下 Python 运行得很是快速）。当程序在处在运行过过程当中时，按下 ctrl + c 来中断或取消程序。

你会注意到 KeyboardInterrupt 异常被抛出，尔后程序退出。不过，在程序退出以前，finally 子句获得执行，文件对象总会被关闭。

另外要注意到咱们在 print 以后使用了 sys.stout.flush()，以便它能被当即打印到屏幕上。

with 语句

在 try 块中获取资源，而后在 finally 块中释放资源是一种常见的模式。所以，还有一个 with 语句使得这一过程能够以一种干净的姿态得以完成。

保存为 exceptions_using_with.py：

with open("poem.txt") as f: for line in f:
        print(line, end='')

 

它是如何工做的

程序输出的内容应与上一个案例所呈现的相同。本例的不一样之处在于咱们使用的是 open 函数与 with 语句——咱们将关闭文件的操做交由 with open 来自动完成。

在幕后发生的事情是有一项 with 语句所使用的协议（Protocol）。它会获取由 open 语句返回的对象，在本案例中就是“thefile”。

+

它总会在代码块开始以前调用 thefile.__enter__ 函数，而且总会在代码块执行完毕以后调用 thefile.__exit__。

所以，咱们在 finally 代码块中编写的代码应该格外留心 __exit__ 方法的自动操做。这可以帮助咱们避免重复显式使用 try..finally 语句。

有关Python教程中这话题的更多讨论已经超出了本书所能涉及的范围，所以请参考 PEP 343 来了解更加全面的解释。

总结

咱们已经讨论了 try..except 和 try..finally 语句的用法。同时咱们也已经看到了如何建立咱们本身的python 异常类型，还有如何抛出异常。

接下来，咱们将探索 Python 的标准库。