【AICAMP —— Python】入门系列！(5. 异常与处理)

异常与处理

1. 错误处理

在我们写程序过程中，往往不是一次性就能写出很好的代码，会因为各种问题，程序发生错误

因此我们在写代码的时候，往往会花很多时间在错误处理上。一种方法是我们自己定义错误码，根据返回的错误码，来进行相对应的操作。

如：

def function():
    r = some_return_value()
    if r==(-1):
        return (-1)
    # do something
    return r

然而这样的处理十分复杂，我们需要加很多后处理。python中有异常处理try...except...finally...的错误处理机制。

比如，对于一个数除以0：

try:
    print('try...')
    r = 1 / 0
    print('result is:', r)
except ZeroDivisionError as e:
    print('except:', e)
finally:
    print('finally...')
print('END')

当我们认为某些代码可能会出错时，就可以用try来运行这段代码，如果执行出错，则后续代码不会继续执行，而是直接跳转至错误处理代码，即except语句块，执行完except后，如果有finally语句块，则执行finally语句块，至此，执行完毕。

上述代码输出内容为：

try...
except: division by zero
finally...
END

当错误发生时，后续语句print('result:', r)不会被执行，except由于捕获到ZeroDivisionError，因此被执行。最后，finally语句被执行。然后，程序继续按照流程往下走。

如果我们把0换成了2，那么结果为：

try...
result: 5
finally...
END

由于没有错误发生，所以except语句块不会被执行，但是finally如果有，则一定会被执行（可以没有finally语句）。

错误应该有很多种类，如果发生了不同类型的错误，应该由不同的except语句块处理。没错，可以有多个except来捕获不同类型的错误。此外，如果没有错误发生，可以在except语句块后面加一个else，当没有错误发生时，会自动执行else语句：

try:
    print('try...')
    r = 10 / int('2')
    print('result:', r)
except ValueError as e:
    print('ValueError:', e)
except ZeroDivisionError as e:
    print('ZeroDivisionError:', e)
else: #没有异常时执行此段代码
    print('no error!')
finally:
    print('finally...')
print('END')

也就是说，不需要在每个可能出错的地方去捕获错误，只要在合适的层次去捕获错误就可以了。这样一来，就大大减少了写try...except...finally的麻烦。我们可以用一张图来总结下try...except...else...finally的执行顺序：

同时，Python中内置的错误有这些：

• AttributeError： 试图访问一个对象没有的属性，比如foo.x，但是foo没有属性x
• IOError： 输入/输出异常；基本上是无法打开文件
• ImportError： 无法引入模块或包；基本上是路径问题或名称错误
• IndentationError： 语法错误（的子类） ；代码没有正确对齐
• IndexError： 下标索引超出序列边界，比如当x只有三个元素，却试图访问x[5]
• KeyError： 试图访问字典里不存在的键
• KeyboardInterrupt： Ctrl+C被按下
• NameError： 使用一个还未被赋予对象的变量
• **SyntaxError：**代码非法，代码不能编译(个人认为这是语法错误，写错了）
• TypeError： 传入对象类型与要求的不符合
• UnboundLocalError： 试图访问一个还未被设置的局部变量，基本上是由于另有一 个同名的全局变量，导致你以为正在访问它
• ValueError： 传入一个调用者不期望的值，即使值的类型是正确的

2. 抛出错误

Python 使用 raise 语句抛出一个指定的异常。 如下抛出一个异常：

x = 10
if x > 5:
    raise Exception('x 不能大于 5。x 的值为: {}'.format(x))

则以上的代码就会抛出一个异常:

Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 3, in <module>
    raise Exception('x 不能大于 5。x 的值为: {}'.format(x))
Exception: x 不能大于 5。x 的值为: 10

因为错误是class，捕获一个错误就是捕获到该class的一个实例。因此，错误并不是凭空产生的，而是有意创建并抛出的。Python的内置函数会抛出很多类型的错误，我们自己编写的函数也可以抛出错误。

目前抛出的错误都是系统中实现的错误，如果要抛出一个我们自己想要设计的错误，首先根据需要，可以定义一个错误的class，选择好继承关系，然后，用raise语句抛出一个错误的实例：

# err_raise.py
class MyError(ValueError):
    pass

def foo(s):
    n = int(s)
    if n==0:
        raise MyError('invalid value: %s' % s)
    return 10 / n

foo('0')

执行代码，则可以在最后跟踪到我们自定义的错误：

$ python3 err_raise.py 
Traceback (most recent call last):
  File "err_throw.py", line 11, in <module>
    foo('0')
  File "err_throw.py", line 8, in foo
    raise FooError('invalid value: %s' % s)
__main__.FooError: invalid value: 0

只有在必要的时候才定义我们自己的错误类型。如果可以选择Python已有的内置的错误类型（比如ValueError，TypeError），尽量使用Python内置的错误类型。

我们也可以嵌套异常处理，当我们当前函数无法很好的处理异常的时候，我们可以把异常再往上raise，如代码：

try:
    10 / 0
except ZeroDivisionError:
    raise ValueError('input error!')

我们就可以把除以0的异常往值错误这样更宽泛错误上进行抛。

3. assert断言

在python中，assert可以用于判断一个表达式，在表达式条件为false的时候触发异常。 断言可以在条件不满足程序运行的情况下直接返回错误，而不必等待程序运行后出现崩溃的情况，例如我们的代码只能在Linux 系统下运行，可以先判断当前系统是否符合条件。 代码举例：

>>> assert 1 == 1 #条件为True，则正常执行
>>> assert 1 == 2, '1不等于2'
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AssertionError: 1 不等于 2

或者如我们判别当前是不是linux系统:

>>> import sys
>>> assert ('linux' in sys.platform), '非linux系统'
>>> ...#其它代码

4. 总结

在调试代码的时候，我们可以先用assert来判断代码是否正常，如果不正常，assert可以退出程序，再进行排查。再来，我们可以用try ... except 配合raise的机制来进行代码的异常处理。

5. 关于我