Python基础之:Python中的异常和错误
文章目录
- 简介
- Python中的内置异常类
- 语法错误
- 异常
- 异常处理
- 抛出异常
- 异常链
- 自定义异常
- finally
简介
和其他的语言一样,Python中也有异常和错误。在 Python 中,所有异常都是 BaseException
的类的实例。 今天我们来详细看一下Python中的异常和对他们的处理方式。
Python中的内置异常类
Python中所有异常类都来自BaseException,它是所有内置异常的基类。
虽然它是所有异常类的基类,但是对于用户自定义的类来说,并不推荐直接继承BaseException,而是继承Exception.
先看下Python中异常类的结构关系:
BaseException+-- SystemExit+-- KeyboardInterrupt+-- GeneratorExit+-- Exception+-- StopIteration+-- StopAsyncIteration+-- ArithmeticError| +-- FloatingPointError| +-- OverflowError| +-- ZeroDivisionError+-- AssertionError+-- AttributeError+-- BufferError+-- EOFError+-- ImportError| +-- ModuleNotFoundError+-- LookupError| +-- IndexError| +-- KeyError+-- MemoryError+-- NameError| +-- UnboundLocalError+-- OSError| +-- BlockingIOError| +-- ChildProcessError| +-- ConnectionError| | +-- BrokenPipeError| | +-- ConnectionAbortedError| | +-- ConnectionRefusedError| | +-- ConnectionResetError| +-- FileExistsError| +-- FileNotFoundError| +-- InterruptedError| +-- IsADirectoryError| +-- NotADirectoryError| +-- PermissionError| +-- ProcessLookupError| +-- TimeoutError+-- ReferenceError+-- RuntimeError| +-- NotImplementedError| +-- RecursionError+-- SyntaxError| +-- IndentationError| +-- TabError+-- SystemError+-- TypeError+-- ValueError| +-- UnicodeError| +-- UnicodeDecodeError| +-- UnicodeEncodeError| +-- UnicodeTranslateError+-- Warning+-- DeprecationWarning+-- PendingDeprecationWarning+-- RuntimeWarning+-- SyntaxWarning+-- UserWarning+-- FutureWarning+-- ImportWarning+-- UnicodeWarning+-- BytesWarning+-- ResourceWarning
其中BaseException,Exception,ArithmeticError,BufferError,LookupError 主要被作为其他异常的基类。
语法错误
在Python中,对于异常和错误通常可以分为两类,第一类是语法错误,又称解析错误。也就是代码还没有开始运行,就发生的错误。
其产生的原因就是编写的代码不符合Python的语言规范:
>>> while True print('Hello world')File "<stdin>", line 1while True print('Hello world')^
SyntaxError: invalid syntax
上面代码原因是 print 前面少了 冒号。
异常
即使我们的程序符合python的语法规范,但是在执行的时候,仍然可能发送错误,这种在运行时发送的错误,叫做异常。
看一下下面的异常:
>>> 10 * (1/0)
Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in <module>
ZeroDivisionError: division by zero
>>> 4 + spam*3
Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'spam' is not defined
>>> '2' + 2
Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: Can't convert 'int' object to str implicitly
异常处理
程序发生了异常之后该怎么处理呢?
我们可以使用try except 语句来捕获特定的异常。
>>> while True:
... try:
... x = int(input("Please enter a number: "))
... break
... except ValueError:
... print("Oops! That was no valid number. Try again...")
...
上面代码的执行流程是,首先执行try中的子语句,如果没有异常发生,那么就会跳过except,并完成try语句的执行。
如果try中的子语句中发生了异常,那么将会跳过try子句中的后面部分,进行except的异常匹配。如果匹配成功的话,就会去执行except中的子语句。
如果发生的异常和 except 子句中指定的异常不匹配,则将其传递到外部的 try
语句中。
一个try中可以有多个except 子句,我们可以这样写:
try:raise cls()except D:print("D")except C:print("C")except B:print("B")
一个except也可以带多个异常:
... except (RuntimeError, TypeError, NameError):
... pass
except 子句还可以省略异常名,用来匹配所有的异常:
import systry:f = open('myfile.txt')s = f.readline()i = int(s.strip())
except OSError as err:print("OS error: {0}".format(err))
except ValueError:print("Could not convert data to an integer.")
except:print("Unexpected error:", sys.exc_info()[0])raise
try
… except
语句有一个可选的 else 子句,在使用时必须放在所有的 except 子句后面。对于在 try 子句不引发异常时必须执行的代码来说很有用。 例如:
for arg in sys.argv[1:]:try:f = open(arg, 'r')except OSError:print('cannot open', arg)else:print(arg, 'has', len(f.readlines()), 'lines')f.close()
except可以指定异常变量的名字 instance
,这个变量代表这个异常实例。
我们可以通过instance.args来输出异常的参数。
同时,因为异常实例定义了 __str__()
,所以可以直接使用print来输出异常的参数。而不需要使用 .args
。
我们看一个例子:
>>> try:
... raise Exception('spam', 'eggs')
... except Exception as inst:
... print(type(inst)) # the exception instance
... print(inst.args) # arguments stored in .args
... print(inst) # __str__ allows args to be printed directly,
... # but may be overridden in exception subclasses
... x, y = inst.args # unpack args
... print('x =', x)
... print('y =', y)
...
<class 'Exception'>
('spam', 'eggs')
('spam', 'eggs')
x = spam
y = eggs
上面的例子中,我们在try字句中抛出了一个异常,并且指定了2个参数。
抛出异常
我们可以使用raise语句来抛出异常。
>>> raise NameError('HiThere')
Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: HiThere
raise的参数是一个异常,这个异常可以是异常实例或者是一个异常类。
注意,这个异常类必须是
Exception
的子类。
如果传递的是一个异常类,那么将会调用无参构造函数来隐式实例化:
raise ValueError # shorthand for 'raise ValueError()'
如果我们捕获了某些异常,但是又不想去处理,那么可以在except语句中使用raise,重新抛出异常。
>>> try:
... raise NameError('HiThere')
... except NameError:
... print('An exception flew by!')
... raise
...
An exception flew by!
Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 2, in <module>
NameError: HiThere
异常链
如果我们通过except捕获一个异常A之后,可以通过raise语句再次抛出一个不同的异常类型B。
那么我们看到的这个异常信息就是B的信息。但是我们并不知道这个异常B是从哪里来的,这时候,我们就可以用到异常链。
异常链就是抛出异常的时候,使用raise from语句:
>>> def func():
... raise IOError
...
>>> try:
... func()
... except IOError as exc:
... raise RuntimeError('Failed to open database') from exc
...
Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 2, in <module>File "<stdin>", line 2, in func
OSErrorThe above exception was the direct cause of the following exception:Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 4, in <module>
RuntimeError: Failed to open database
上面的例子中,我们在捕获IOError之后,又抛出了RuntimeError,通过使用异常链,我们很清晰的看出这两个异常之间的关系。
默认情况下,如果异常是从except 或者 finally 中抛出的话,会自动带上异常链信息。
如果你不想带上异常链,那么可以 from None
。
try:open('database.sqlite')
except IOError:raise RuntimeError from NoneTraceback (most recent call last):File "<stdin>", line 4, in <module>
RuntimeError
自定义异常
用户可以继承 Exception 来实现自定义的异常,我们看一些自定义异常的例子:
class Error(Exception):"""Base class for exceptions in this module."""passclass InputError(Error):"""Exception raised for errors in the input.Attributes:expression -- input expression in which the error occurredmessage -- explanation of the error"""def __init__(self, expression, message):self.expression = expressionself.message = messageclass TransitionError(Error):"""Raised when an operation attempts a state transition that's notallowed.Attributes:previous -- state at beginning of transitionnext -- attempted new statemessage -- explanation of why the specific transition is not allowed"""def __init__(self, previous, next, message):self.previous = previousself.next = nextself.message = message
finally
try语句可以跟着一个finally语句来实现一些收尾操作。
>>> try:
... raise KeyboardInterrupt
... finally:
... print('Goodbye, world!')
...
Goodbye, world!
KeyboardInterrupt
Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 2, in <module>
finally
子句将作为 try
语句结束前的最后一项任务被执行, 无论try中是否产生异常,finally语句中的代码都会被执行。
如果 finally
子句中包含一个 return
语句,则返回值将来自 finally
子句的某个 return
语句的返回值,而非来自 try
子句的 return
语句的返回值。
>>> def bool_return():
... try:
... return True
... finally:
... return False
...
>>> bool_return()
False
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