1. 异常是什么

2 让事情沿你指定的轨道出错

2.1 raise 语句

2.2 自定义的异常类

3. 捕获异常

3.1　不用提供参数

3.2　多个except 子句

3.3　捕获多种异常

3.4　捕获对象

3.5 捕获所有异常

3.6 能够运行时才结束

3.7 finally

4. 异常和函数

5 异常之禅

6. 不那么异常的情况

1. 异常是什么

Python使用异常对象来表示异常状态，并在遇到错误时引发异常。异常对象未被处理（或捕获）时，程序将终止并显示一条错误消息（traceback）。

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

如果异常只能用来显示错误消息，就没多大意思了。但事实上，每个异常都是某个类（这里是ZeroDivisionError ）的实例。你能以各种方式引发和捕获这些实例，从而逮住错误并采取措施，而不是放任整个程序失败。

2 让事情沿你指定的轨道出错

2.1 raise 语句

要引发异常，可使用raise 语句，并将一个类（必须是Exception 的子类）或实例作为参数。将类作为参数时，将自动创建一个实例。下面的示例使用的是内置异常类Exception ：

# 引发的是通用异常，没有指出出现了什么错误。
>>> raise Exception
Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in ?
Exception# 添加了错误消息hyperdrive overload
>>> raise Exception('hyperdrive overload')
Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in ?
Exception: hyperdrive overload>>> raise ArithmeticError
Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in ?
ArithmeticError

一些内置的异常类：

类名	描述
Exception	几乎所有的异常类都是从它派生而来的
AttributeError	引用属性或给它赋值失败时引发
OSError	操作系统不能执行指定的任务（如打开文件）时引发，有多个子类
IndexError	使用序列中不存在的索引时引发，为LookupError 的子类
KeyError	使用映射中不存在的键时引发，为LookupError 的子类
NameError	找不到名称（变量）时引发
SyntaxError	代码不正确时引发
TypeError	将内置操作或函数用于类型不正确的对象时引发
ValueError	将内置操作或函数用于这样的对象时引发：其类型正确但包含的值不合适
ZeroDivisionError	在除法或求模运算的第二个参数为零时引发

2.2 自定义的异常类

就像创建其他类一样，但务必直接或间接地继承Exception （这意味着从任何内置异常类派生都可以）。因此，自定义异常类的代码类似于下面这样：

class SomeCustomException(Exception):pass

3. 捕获异常

可以对异常进行处理，通常称之为捕获异常。

可使用try/except 语句。

# 这个程序运行正常，除非第二个数为零。
x = int(input('Enter the first number: '))
y = int(input('Enter the second number: '))
print(x / y)

try:x = int(input('Enter the first number: '))y = int(input('Enter the second number: '))print(x / y)
except ZeroDivisionError:print("The second number can't be zero!")

异常从函数向外传播到调用函数的地方。如果在这里也没有被捕获，异常将向程序的最顶层传播。这意味着你可使用try/except 来捕获他人所编写函数引发的异常。

3.1　不用提供参数

捕获异常后，如果要重新引发它（即继续向上传播），可调用raise 且不提供任何参数。

现在看一个能够“抑制”异常ZeroDivisionError 的计算器类。如果启用了这种功能，计算器将打印一条错误消息，而不让异常继续传播。在与用户交互的会话中使用这个计算器时，抑制异常很有用；但在程序内部使用时，引发异常是更佳的选择（此时应关闭“抑制”功能）。下面是这样一个类的代码：

class MuffledCalculator:muffled = Falsedef calc(self, expr):try:return eval(expr)except ZeroDivisionError:if self.muffled:print('Division by zero is illegal')else:raise

发生除零行为时，如果启用了“抑制”功能，方法calc 将（隐式地）返回None 。换而言之，如果启用了“抑制”功能，就不应依赖返回值。

>>> calculator = MuffledCalculator()
>>> calculator.calc('10 / 2')
5.0
>>> calculator.calc('10 / 0') # 关闭了抑制功能
Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in ?File "MuffledCalculator.py", line 6, in calcreturn eval(expr)File "<string>", line 0, in ?
ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero
>>> calculator.muffled = True
>>> calculator.calc('10 / 0')
Division by zero is illegal

关闭抑制功能时，捕获了异常ZeroDivisionError ，但继续向上传播它。

如果无法处理异常，在except 子句中使用不带参数的raise 通常是不错的选择，但有时你可能想引发别的异常。在这种情况下，导致进入except 子句的异常将被作为异常上下文存储起来，并出现在最终的错误消息中。

>>> try:
...     1/0
... except ZeroDivisionError:
...     raise ValueError
...
Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 2, in <module>
ZeroDivisionError: division by zero

可使用raise ... from ... 语句来提供自己的异常上下文，也可使用None 来禁用上下文。

>>> try:
...     1/0
... except ZeroDivisionError:
...     raise ValueError from None
...
Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 4, in <module>
ValueError

3.2　多个`except` 子句

前面的程序如果输入一个非数字值，将引发另一种异常。

由于该程序中的except 子句只捕获ZeroDivisionError 异常，这种异常将成为漏网之鱼，导致程序终止。为同时捕获这种异常，可在try/except 语句中再添加一个except 子句。

try:x = int(input('Enter the first number: '))y = int(input('Enter the second number: '))print(x / y)
except ZeroDivisionError:print("The second number can't be zero")
except TypeError:print("That wasn't a number, was it?")

现在使用if 语句来处理将更加困难。如何检查一个值能否用于除法运算呢？方法有很多，但最佳的方法无疑是尝试将两个值相除，看看是否可行。

另外，注意到异常处理并不会导致代码混乱，而添加大量的if 语句来检查各种可能的错误状态将导致代码的可读性极差。

3.3　捕获多种异常

如果要使用一个except 子句捕获多种异常，可在一个元组中指定这些异常。

# 如果用户输入字符串、其他非数字值或输入的第二个数为零，都将打印同样的错误消息
try:x = int(input('Enter the first number: '))y = int(input('Enter the second number: '))print(x / y)
except (ZeroDivisionError, TypeError, NameError):print('Your numbers were bogus ...')

在except 子句中，异常两边的圆括号很重要。一种常见的错误是省略这些括号，这可能导致你不想要的结果。

3.4　捕获对象

要在except 子句中访问异常对象本身，可使用两个而不是一个参数。

try:x = int(input('Enter the first number: '))y = int(input('Enter the second number: '))print(x / y)
except (ZeroDivisionError, TypeError) as e:print(e)

3.5 捕获所有异常

即使程序处理了好几种异常，还是可能有一些漏网之鱼。例如，对于前面执行除法运算的程序，如果用户在提示时不输入任何内容就按回车键，将出现一条错误消息，还有一些相关问题出在什么地方的信息（栈跟踪）。

这种异常未被try/except 语句捕获，这理所当然，因为你没有预测到这种问题，也没有采取相应的措施。在这些情况下，与其使用并非要捕获这些异常的try/except 语句将它们隐藏起来，还不如让程序马上崩溃，因为这样你就知道什么地方出了问题。

如果你就是要使用一段代码捕获所有的异常，只需在except 语句中不指定任何异常类即可。

try:x = int(input('Enter the first number: '))y = int(input('Enter the second number: '))print(x / y)
except:print('Something wrong happened ...')

在大多数情况下，更好的选择是使用except Exception as e 并对异常对象进行检查。这样做将让不是从Exception 派生而来的为数不多的异常成为漏网之鱼，其中包括SystemExit 和KeyboardInterrupt ，因为它们是从BaseException （Exception 的超类）派生而来的。

3.6 能够运行时才结束

在有些情况下，在没有出现异常时执行一个代码块很有用。为此，可像条件语句和循环一样，给try/except 语句添加一个else 子句。

try:print('A simple task')
except:print('What? Something went wrong?')
else:print('Ah ... Itwent as planned.')

不断的要求用户输入数字，直到能够执行除法运算为止。仅当没有引发异常时，才会跳出循环（这是由else 子句中的break 语句实现的）。换而言之，只要出现错误，程序就会要求用户提供新的输入。

while True:try:x = int(input('Enter the first number: '))y = int(input('Enter the second number: '))value = x / yprint('x / y is', value)except:print('Invalid input. Please try again.')else:break

while True:try:x = int(input('Enter the first number: '))y = int(input('Enter the second number: '))value = x / yprint('x / y is', value)except Exception as e:print('Invalid input:', e)print('Please try again')else:break

3.7 finally

finally 子句，可用于在发生异常时执行清理工作。这个子句是与try 子句配套的。

不管try 子句中发生什么异常，都将执行finally 子句。

虽然使用del 来删除变量是相当愚蠢的清理措施，但finally 子句非常适合用于确保文件或网络套接字等得以关闭。

x = None
try:x = 1 / 0
finally:print('Cleaning up ...')del x

也可在一条语句中同时包含try 、except 、finally 和else （或其中的3个）。

try:1 / 0
except NameError:print("Unknown variable")
else:print("That went well!")
finally:print("Cleaning up.")

4. 异常和函数

异常和函数有着天然的联系。如果不处理函数中引发的异常，它将向上传播到调用函数的地方。如果在那里也未得到处理，异常将继续传播，直至到达主程序（全局作用域）。如果主程序中也没有异常处理程序，程序将终止并显示栈跟踪消息。

>>> def faulty():
...     raise Exception('Something is wrong')
...
>>> def ignore_exception():
...     faulty()
...
>>> def handle_exception():
...     try:
...         faulty()
...     except:
...         print('Exception handled')
...
>>> ignore_exception()
Traceback (most recent call last):File '<stdin>', line 1, in ?File '<stdin>', line 2, in ignore_exceptionFile '<stdin>', line 2, in faulty
Exception: Something is wrong
>>> handle_exception()
Exception handled

faulty 中引发的异常依次从faulty 和ignore_exception 向外传播，最终导致显示一条栈跟踪消息。调用handle_exception 时，异常最终传播到handle_exception ，并被这里的try/except 语句处理。

5 异常之禅

异常处理并不是很复杂。如果你知道代码可能引发某种异常，且不希望出现这种异常时程序终止并显示栈跟踪消息，可添加必要的try/except 或try/finally 语句（或结合使用）来处理它。

有时候，可使用条件语句来达成异常处理实现的目标，但这样编写出来的代码可能不那么自然，可读性也没那么高。另一方面，有些任务使用if/else 完成时看似很自然，但实际上使用try/except 来完成要好得多。

假设有一个字典，你要在指定的键存在时打印与之相关联的值，否则什么都不做。

这段代码很直观，但效率不高（虽然这里的重点是代码简洁），因为它必须两次查找'occupation' 键：一次检查这个键是否存在（在条件中），另一次获取这个键关联的值，以便将其打印出来。

def describe_person(person):print('Description of', person['name'])print('Age:', person['age'])if 'occupation' in person:print('Occupation:', person['occupation'])

在这里，函数直接假设存在'occupation' 键。如果这种假设正确，就能省点事：直接获取并打印值，而无需检查这个键是否存在。如果这个键不存在，将引发KeyError 异常，而except 子句将捕获这个异常。

def describe_person(person):print('Description of', person['name'])print('Age:', person['age'])try:print('Occupation:', person['occupation'])except KeyError: pass

检查对象是否包含特定的属性时，try/except 也很有用。例如，假设你要检查一个对象是否包含属性write ，可使用类似于下面的代码：

在这里，try 子句只是访问属性write ，而没有使用它来做任何事情。如果引发了AttributeError 异常，说明对象没有属性write ，否则就说明有这个属性

try:obj.write
except AttributeError:print('The object is not writeable')
else:print('The object is writeable')

这里在效率方面的提高并不大（实际上是微乎其微）。一般而言，除非程序存在性能方面的问题，否则不应过多考虑这样的优化。关键是在很多情况下，相比于使用if/else ，使用try/except 语句更自然，也更符合Python的风格。

6. 不那么异常的情况

如果你只想发出警告，指出情况偏离了正轨，可使用模块warnings 中的函数warn 。

>>> from warnings import warn
>>> warn("I've got a bad feeling about this.")
__main__:1: UserWarning: I've got a bad feeling about this.
>>>

警告只显示一次。如果再次运行最后一行代码，什么事情都不会发生。

如果其他代码在使用你的模块，可使用模块warnings 中的函数filterwarnings 来抑制你发出的警告（或特定类型的警告），并指定要采取的措施，如"error" 或"ignore" 。

>>> from warnings import filterwarnings
>>> filterwarnings("ignore")
>>> warn("Anyone out there?")
>>> filterwarnings("error")
>>> warn("Something is very wrong!")
Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in <module>
UserWarning: Something is very wrong!

引发的异常为UserWarning 。发出警告时，可指定将引发的异常（即警告类别），但必须是Warning 的子类。如果将警告转换为错误，将使用你指定的异常。另外，还可根据异常来过滤掉特定类型的警告。

>>> filterwarnings("error")
>>> warn("This function is really old...", DeprecationWarning)
Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in <module>
DeprecationWarning: This function is really old...
>>> filterwarnings("ignore", category=DeprecationWarning)
>>> warn("Another deprecation warning.", DeprecationWarning)
>>> warn("Something else.")
Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in <module>
UserWarning: Something else.

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