Python学习7——异常

编写程序时，通常能够区分正常和异常情况。为了处理这些异常，可在每个可能出现异常的地方都使用上条件语句，但这样大大降低了程序的可读性，那么怎么解决哪？Python提供强大的替代解决方案——异常处理机制。

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。

>>> 1/0
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#214>", line 1, in <module>
    1/0
ZeroDivisionError: division by zero

2、让事情沿着指定的轨道出错

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。

>>> raise Exception
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#0>", line 1, in <module>
    raise Exception
Exception
#上方引发的是通用异常，没有指出出现了什么错误
>>> raise Exception('hyperdrive overload')
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#1>", line 1, in <module>
    raise Exception('hyperdrive overload')
Exception: hyperdrive overload
#上方示例添加了错误消息hyperdrive overload

下方给出一些常用到的内置的异常类

类名	描述
Exception	几乎所有的异常类都是从它派生而来的
AttributeError	引用属性或者给它赋值失败时引发
OSError	操作系统不能执行指定任务时（如打开文件）引发，有多个子类
IndexError	使用序列中不存在的索引时引发，为LookuoError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	将内置操作或者函数用于这样的对象时引发：其类型正确担包含的值不合适
ZeroDivisionError	在除法或者求模运算中的第二个参数为零时引发

2.2自定义的异常类

虽然内置异常类的范围足够广泛，但有的时候你可能想要自己创建异常类满足自己的代码需要。

那么如何创建自定义异常类哪？

就像创建其他类一样，不过必须直接或间接的继承Exception

>>>class someException(Exception):
    pass
#当然，如果你乐意，也可以在自定义异常类中添加方法

3、捕获异常

try:
    x=int(input("Please input x:"))
    y=int(input("Please input y:"))
    print(x/y)
except ZeroDivisionError:
        print("The second numbercna't be zero!")
#一定要注意代码的缩进问题

Please input x:1
Please input y:0
The second numbercna't be zero!

3.1不用提供参数

捕获异常之后，如果要重新引发它（即继续向上传播），可调用raise契额不提供任何参数（也可显式地提供捕获到的异常，参见3.4）.

这很有用，我们下面看一个例子：

>>> class MuffledCalculator:
    mufflad=False
    def calc(self,expr):
        try:
            return eval(expr)
        except ZeroDivisionError:
            if self.mufflad:
                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cacl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 "<pyshell#20>", line 1, in <module>
    calculator.calc('10/0')
  File "<pyshell#17>", line 5, in calc
    return eval(expr)
  File "<string>", line 1, in <module>
ZeroDivisionError: division by zero

>>> calculator.mufflad=True
>>> calculator.calc('10/0')
Division by zero is illegal

如你所见，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，如下所示：

>>> try:
    1/0
except ZeroDivisionError:
    raise ValueError

Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#27>", line 2, in <module>
    1/0
ZeroDivisionError: division by zero
#在处理上述异常时引发了另一个异常
During handling of the above exception, another exception occurred:

Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#27>", line 4, in <module>
    raise ValueError
ValueError

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

>>> try:
    1/0
except ZeroDivisionError:
    raise ValueError from None

Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#32>", line 4, in <module>
    raise ValueError from None
ValueError
>>> 

3.2多个except语句

'
>>> try:
    x=int(input("Please input x:"))
    y=int(input("Please input y:"))
    print(x/y)
except ZeroDivisionError:
        print("The second numbercna't be zero!")
except ValueError:
    print("That wasn't a number ,was it?")


Please input x:1
Please input y:0
The second numbercna't be zero!
    
Please input x:1
Please input y:e
That wasn't a number ,was it?
>>> 

3.3一箭多雕

使用一个except 语句捕获多种异常，将异常类放在一个元组里。

>>> try:
    x=int(input("Please input x:"))
    y=int(input("Please input y:"))
    print(x/y)
except (ZeroDivisionError,ValueError):
        print("The numbers you input have bugs!")

        
Please input x:1
Please input y:0
     
Please input x:3
Please input y:d
The numbers you input have bugs!

3.4捕获对象

要在except 语句中访问异常对象本身，可使用两个参数而不是一个参数（即便是你捕获多个异常时，也只是向except 提供了一个参数——一个元组。）需要让程序继续运行并记录错误（可能只是向用户显示）时，这很有用。下面这个示例，程序打印出现的异常并继续运行：

>>> try:
    x=int(input("Please input x:"))
    y=int(input("Please input y:"))
    print(x/y)
except (ZeroDivisionError,ValueError)as e:
        print(e)

        
Please input x:1
Please input y:0
division by zero

Please input x:1
Please input y:r
invalid literal for int() with base 10: 'r'

3.5一网打尽

即使程序处理了很多异常，但还是有漏网之鱼，例如上面程序什么都不输入就按回车键，仍然会出现一条错误信息，还有一些相关问题出现在什么地方的信息（栈跟踪），如下所示：

Please input x:
invalid literal for int() with base 10: ''

这种异常没有被捕捉到，因为你根本就没有预料这种情况，那这么做那？

>>> try:
    x=int(input("Please input x:"))
    y=int(input("Please input y:"))
    print(x/y)
except :
        print("Something wrong happened...")

这样更不行了，因为这不仅会隐藏你预料到的错误，更隐藏了你根本就没有想到的异常，你根本不知道哪出错了。。。

在大多数情况下，更好的选择是使用except Exceeption as e 并对异常对象进行检查。

3.6万事大吉时

有时候，在没有出现异常时执行一个代码块很有用。为此可以给try except语句加一个else语句。

同时，通过使用else 语句可以实现循环效果。

最后还有finally子句，可用在发生异常时执行清理作用。这个子句是和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

>>> while True :
    try:
        x=int(input("entern the x:"))
        y=int(input("entern the y:"))
        value=x/y
        print("x/y is ",value)
    except Exception as e:
        print("Invalid input:",e)
        print("Please try again")
    else :
        break
    finally:
        print("Everything is OK!")

        
entern the x:1
entern the y:0
Invalid input: division by zero
Please try again
Everything is OK!
entern the x:1
entern the y:2
x/y is  0.5
Everything is OK!

4、异常和函数

函数和异常有着天然的联系，如果不处理函数中引发的异常，它将会向上传播到调用函数的地方。如果在那里也未得到处理，将会继续传播，直至到达主程序（全局作用域），如果主程序也不处理，那么程序将会终止并显示栈跟踪信息。下面看一个例子：

>>> def faulty():
    raise Exception('Something is wrong')

>>> def ignore_exception():
    faulty()

    
>>> def handle_exception():
    try:
        faulty()
    except:
        print("Exception handle")

        
>>> ignore_exception()
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#39>", line 1, in <module>
    ignore_exception()
  File "<pyshell#30>", line 2, in ignore_exception
    faulty()
  File "<pyshell#27>", line 2, in faulty
    raise Exception('Something is wrong')
Exception: Something is wrong
>>> handle_exception()
Exception handle

如你所见，faulty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

异常处理并不复杂

6、只是警告（此处会用到几个函数，你可能不理解，但后面会介绍新学的函数）

有的时候，你只是想发出警告，指出情况偏离了正轨，可以使用warnings中的函数warn

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

Warning (from warnings module):
  File "__main__", line 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，将什么都不显示

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"或者"ignore"

>>> from warnings import filterwarnings
>>> filterwarnings('ignore')
>>> warn('Anyone out there')
>>> filterwarnings("error")
>>> warn("Something is very wrong!")
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#49>", line 1, in <module>
    warn("Something is very wrong!")
UserWarning: Something is very wrong!

如你所见，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 "<pyshell#59>", line 1, in <module>
    warn("This function is really old ......",DeprecationWarning)
DeprecationWarning: This function is really old ......

>>> filterwarnings("ignore",category=DeprecationWarning)
>>> warn("Another deprecation warning.",DeprecationWarning)
>>> warn("Something else.")
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#63>", line 1, in <module>
    warn("Something else.")
UserWarning: Something else.
>>> 

小结：异常对象、引发异常、自定义的异常类、捕获异常、else子句、finally子句、异常和函数、警告

本节新学习的函数

函数	描述
warnings.filterwarnings(action,category=Warning,...)	用于过滤警告
warnings.warn(message,category=None)	用来发出警告