13、Python 教程 - 错误和异常

程序中的错误我们通常称为 bug ，工作中我们不仅需要改自己程序中的 bug ，还需要改别人程序中的 bug ，新项目有 bug 要改，老项目也有 bug 要改，可以说 bug 几乎贯穿一个程序员的职业生涯…
我们通常将 bug 分为 Error（错误） 和 Exception（异常），我们下面来具体学习下 Python 中的 错误 和 异常。

1 错误

错误通常是指程序中的 语法错误 或 逻辑错误，来通过两个 Python 例子看一下：

语法错误示例

# print前面少了 : 
if True
    print("hello python")

我们编写程序通常使用开发工具编写，比如：我使用 Pycharm 工具编写 Python 程序，像这种语法错误，在编写程序时，编译器就会检测出来并提示我们，因此，我们编写好的程序几乎不会出现这种问题。

逻辑错误示例

# 0 是不能作为被除数的
a  = 5
b = 0
print(a/b)

#执行结果：ZeroDivisionError: division by zero

逻辑错误编译器是不会提示我们的，因此，我们编写程序时，对一些基本常识要有一定了解，从而，避免出现逻辑错误。

2 异常

即便Python 程序的语法是正确的，在运行它的时候，也有可能发生错误，运行期检测到的错误被称为异常；大多数的异常都不会被程序处理，都以错误信息的形式展现。

2.1 内置异常

我们先来看一下异常层次结构：

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

通过上面的异常层次结构，我们可以清晰的看出，BaseException为所有异常的基类，其下面分为：SystemExit、KeyboardInterrupt、GeneratorExit、Exception 四类异常，Exception 为所有非系统退出类异常的基类，Python 提倡继承 Exception 或其子类派生新的异常；Exception 下包含我们常见的多种异常如：MemoryError（内存溢出）、BlockingIOError（IO异常）、SyntaxError（语法错误异常）… 详细说明可以查看下面列表：

2.2 异常处理

Python 程序捕捉异常使用 try/except 语句，先看个例子：

# 1.被除数为 0，未捕获异常
def getNum(n):
        return 10 / n
print(getNum(0))
#输出结果： ZeroDivisionError: division by zero

# 2.捕获异常
def getNum(n):
    try:
        return 10 / n
    except IOError:
        print('Error: IOError argument.')
    except ZeroDivisionError:
        print('Error: ZeroDivisionError argument.')
print(getNum(0))
'''
输出结果：
Error: ZeroDivisionError argument.
None
'''

try语句的工作方式为：

• 首先，执行 try 子句 （在 try 和 except 关键字之间的部分）；
• 如果没有异常发生， except 子句 在 try 语句执行完毕后就被忽略了；
• 如果在 try 子句执行过程中发生了异常，那么该子句其余的部分就会被忽略；
• 如果异常匹配于 except 关键字后面指定的异常类型，就执行对应的except子句，然后继续执行 try 语句之后的代码；
• 如果发生了一个异常，在 except 子句中没有与之匹配的分支，它就会传递到上一级 try 语句中；
• 如果最终仍找不到对应的处理语句，它就成为一个 未处理异常，终止程序运行，显示提示信息。

try/except 语句还可以带有一个 else、finally子句，示例如下：

def getNum(n):
    try:
        print('try --> ',10 / n)
    except ZeroDivisionError:
        print('except --> Error: ZeroDivisionError argument.')
    else:
        print('else -->')
    finally:
        print('finally -->')

'''
1.调用：getNum(0)
输出结果：
except --> Error: ZeroDivisionError argument.
finally -->

2.调用：getNum(1)
输出结果：
try -->  10.0
else -->
finally -->
'''

其中，else 子句只能出现在所有 except 子句之后，只有在没有出现异常时执行；finally 子句放在最后，无论是否出现异常都会执行。

2.3 抛出异常

使用raise 语句允许强制抛出一个指定的异常，要抛出的异常由 raise 的唯一参数标识，它必需是一个异常实例或异常类（继承自 Exception 的类），如：

raise NameError('HiThere')

2.4 自定义异常

正常来说，Python 提供的异常类型已经满足我们的使用了,但是有时候我们有定制性的需求，我们可以自定义异常类，继承自 Error 或 Exception 类就可以了，看个例子：

# 自定义异常类 MyExc
class MyExc(Exception): 继承Exception类
    def __init__(self, value):
        self.value = value
    def __str__(self):
        if self.value == 0:
            return '被除数不能为0'
# 自定义方法
def getNum(n):
    try:
        if n == 0:
            exc = MyExc(n)
            print(exc)
        else:
            print(10 / n)
    except:
        pass
'''
1.调用 getNum(1)，输出结果为：
10.0

2.调用 getNum(0)，输出结果为：
被除数不能为0
'''

在这个自定义的异常例子中，当参数 n 不为 0 时，则正常，当 n 等于 0，则抛出异常，自定义异常在实际应用中很少用到，了解即可。