Python专题异常和工具.docx

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Python专题异常和工具

1.异常基础

try/except:

捕捉由python或程序员引起的异常并恢复。

try/finally:

无论异常是否发生，执行清理语句

raise：

手动在代码中触发异常

assert：

有条件的在代码中触发异常

with/as:

在python2.6和后续版本中实现环境管理器

1.1为什么使用异常？

异常处理对于错误处理、终止动作和事件通知有用。

它可以简化特殊情况的处理，并且可以用来实现替代的控制流程。

一般来讲，异常处理还可以减少程序所需的检测错误代码的数量，因为所有的错误都由处理器来过滤，你可能不需要测试每个操作的输出。

1.2异常的角色

错误处理

事件通知

特殊情况处理

终止行为

非常规控制流程

2.异常处理

2.1默认异常处理器

如果代码没有刻意的捕捉代码异常，它将会一直向上返回程序顶层，并启用默认的异常处理器:

就是打印标准出错消息。

这些消息引发的异常还有堆栈跟踪：

也就是异常发生时激活的程序行和函数清单。

deffetcher（obj,index）:

returnobj[index]

x='spam'

fetcher（x,4）

output：

Traceback（mostrecentcalllast）:

File"C:

\E\workspace\PythonLearning\chapter17\exc.py",line6,in

fetcher（x,4）

File"C:

\E\workspace\PythonLearning\chapter17\exc.py",line2,infetcher

returnobj[index]

IndexError:

stringindexoutofrange

任何未捕获的异常都流入默认的异常处理器，python在程序的最顶端提供它。

这个处理器打印类似的出错消息，并且退出程序。

2.2捕获异常：

try/except/else语句

try:

fetcher（x,4）

exceptIndexError:

print'gotexception'

try首行底下的代码块代表此语句的主要动作：

试着执行程序代码。

Except子句定义了try代码块内引发的异常的处理器，而else子句则是提供没发生异常时要执行的处理器。

●如果try代码块语句执行时的确发生了异常，python就跳回try，执行第一个符合引发异常的except子句下面的语句。

当except代码块执行后（除非except代码块又引发了另一异常），控制权就会到整个try语句后继续执行。

●如果异常发生在try代码块内，没有符合的except子句，异常就会向上传递到程序中的之前进入的try中，或者如果它是第一条这样的语句，就传递到这个进程的顶层（这回使Python终止这个程序并打印默认的出错消息）。

●如果try首行底下执行的语句没有发生异常，python就会执行else下的语句（如果有的话），控制权会在整个try语句下继续。

2.2.1Try语句分句

Python3.0引入了一个替代方案，捕获一个名为Exception的异常几乎与一个空的except具有相同的效果。

2.2.2Try/else分句

如果没有else，是无法知道控制流程（没有设置和检查布尔标志）是否已经通过try语句，因为没有异常引发或者因为异常发生了且已被处理过了。

2.3终止行为：

try/finally语句

Try/finally组合，可以定义一定会在最后执行时的收尾行为，无论try代码块中是否发生了异常，finally代码块都会执行。

defafter（）:

try:

fetcher（x,4）

finally:

print'afterfetch'

print'aftertry?

'

Output：

afterfetch

Traceback（mostrecentcalllast）:

File"C:

\E\workspace\PythonLearning\chapter17\exc.py",line13,in

after（）

File"C:

\E\workspace\PythonLearning\chapter17\exc.py",line8,inafter

fetcher（x,4）

File"C:

\E\workspace\PythonLearning\chapter17\exc.py",line3,infetcher

returnobj[index]

IndexError:

stringindexoutofrange

Try/except的组合可用于捕捉异常从中恢复，而try/finally的组合则很方便，可以确保无论try代码块内的代码是否发生了任何异常，终止行为一定会运行。

●如果try代码块运行时没有异常发生，python会跳至执行finally代码块，然后在整个try语句后继续执行下去。

●如果try代码块运行时有异常发生，python依然会回来运行finally代码块，但是接着会把异常向上传递到较高的try语句或顶层默认处理器。

程序不会再try语句下继续执行。

Finally子句的用途：

指明一定要执行的“清理”动作，无论异常发生了没有。

classMyError（Exception）:

pass

defstuff（file）:

raiseMyError（）

file=open（'data','w'）

try:

stuff（file）

finally:

file.close（）

print'notreached'

2.4统一try/except/finally语句

●如果该程序代码引发异常，那么所有except代码块都会逐一测试，寻找与抛出异常相符的语句。

如果没有引发异常则会执行else-block。

●无论之前发生什么，当main-action代码块完成时，而任何引发的异常都已处理后，finally-block就会执行。

即使异常处理器或者else-block内有错误发生而引起了新的异常，finally-block内的程序代码依然会执行。

●当finally-block执行时，如果异常还存在，就会在finally-block代码块执行后继续传递，而控制权会跳到程序其他地方（到另一个try，或者默认的顶层处理器）。

如果finally执行时，没有异常处于激活状态，控制权就会在整个try语句之后继续下去。

sep='-'*32+'\n'

printsep+'EXCEPTIONRAISEDANDCAUGHT'

try:

x='spam'[99]

exceptIndexError:

print'exceptrun'

finally:

print'finallyrun'

print'afterrun'

printsep+'NOEXCEPTIONRAISED'

try:

x='spam'[3]

exceptIndexError:

print'exceptrun'

finally:

print'finallyrun'

print'afterrun'

printsep+'NOEXCEPTIONRAISED,WITHELSE'

try:

x='spam'[3]

exceptIndexError:

print'exceptrun'

else:

print'elserun'

finally:

print'finallyrun'

print'afterrun'

printsep+'EXCEPTIONRAISEDBUTNOTCAUGHT'

try:

x=1/0

exceptIndexError:

print'exceptrun'

finally:

print'finallyrun'

print'afterrun'

Output：

--------------------------------

EXCEPTIONRAISEDANDCAUGHT

exceptrun

finallyrun

afterrun

--------------------------------

NOEXCEPTIONRAISED

finallyrun

afterrun

--------------------------------

NOEXCEPTIONRAISED,WITHELSE

elserun

finallyrun

afterrun

--------------------------------

EXCEPTIONRAISEDBUTNOTCAUGHT

finallyrun

Traceback（mostrecentcalllast）:

File"C:

\E\workspace\PythonLearning\chapter17\mergedexc.py",line33,in

x=1/0

ZeroDivisionError:

integerdivisionormodulobyzero

2.5Raise语句

raise

raise

raise

Raise语句的组成是：

raise关键字，后面跟着可选的要引发的类或者类的实例，raise语句不包括异常名称和额外数据值时，就是重新引发当前异常。

2.6Assert语句

Assert,

Assert可视为条件式的raise语句，如果test为假，python就会引发AssertionError异常：

data项是异常的额外数据。

Assert几乎都是用来收集用户定义的约束条件，而不是捕捉内在程序设计错误。

2.7With/as环境管理器

With语句的基本格式：

Withexpression[asvariable]:

With-block

With/as语句的设计，是为了让必须在程序代码块周围发生的启动和终止活动一定会发生。

和try/finally语句（无论异常是否发生，其离开动作都会执行）类似，但是with/as有更丰富的对象协议，可以定义进入和离开的动作。

2.7.1环境管理协议

With语句实际的工作方式：

1．计算表达式，所得到的对象称为环境管理器，它必须有__enter__和__exit__方法。

2．环境管理器的__enter__方法会被调用。

如果as子句存在，其返回值会赋值给As子句中的变量，否则丢弃。

3．代码块中嵌套的代码会执行。

4．如果with代码块引发异常，__exit__（type,value,traceback）方法就会被调用。

5．如果with代码块没有引发异常，__exit__方法依然会被调用，其type、value以及traceback参数会以None传递。

classTraceBlock:

defmessage（self,arg）:

print'running',arg

def__enter__（self）:

print'startingwithblock'

returnself

def__exit__（self,exc_type,exc_value,exc_tb）:

ifexc_typeisNone:

print'exitednormally\n'

else:

print'raiseanexception!

',exc_type

returnFalse

withTraceBlock（）asaction:

action.message（'test1'）

print'reached'

withTraceBlock（）asaction:

action.message（'test2'）

raiseTypeError

print'notreached'

Output：

Traceback（mostrecentcalllast）:

File"C:

\E\workspace\PythonLearning\chapter17\withas.py",line20,in

raiseTypeError

TypeError

startingwithblock

runningtest1

reached

exitednormally

startingwithblock

runningtest2

raiseanexception!

3.异常对象

内置异常和用户定义的异常都可以通过类实例对象来表示。

基于类的异常有如下特点：

●提供类型分类，对今后的修改有更好的支持。

●它们附加了状态信息

●它们支持继承

3.1基于类的异常

Python2.6和python3.0都要求异常通过类来定义。

此外python3.0要求异常类派生自BaseException内置异常超类，而不管直接还是间接。

字符串异常在python2.6和python3.0之中已经删除，因为它们都是通过简单的对象标识来匹配，所以它们没有直接的方式来把异常组织到更为灵活的领域。

classGeneral（Exception）:

pass

classSpecific1（General）:

pass

classSpecific2（General）:

pass

defraise0（）:

X=General（）

raiseX

defraise1（）:

X=Specific1（）

raiseX

defraise2（）:

X=Specific2（）

raiseX

forfuncin（raise0,raise1,raise2）:

try:

func（）

exceptGeneral:

importsys

print'caught:

',sys.exc_info（）

Output：

caught:

（,General（）,）

caught:

（,Specific1（）,）

caught:

（,Specific2（）,）

3.2为什么使用类异常？

Mathlib.py

classNumErr（Exception）:

pass

classDivzero（NumErr）:

pass

classOflow（NumErr）:

pass

...

deffunc（）:

...

raiseDivzero（）

Client.py

importmathlib

...

try:

mathlib.func（...）

exceptmathlib.NumErr:

...reportandrecover...

3.3内置Exception类

BaseException：

异常的顶级根类。

这个类不能当作是由用户定义的类直接继承。

Exception：

与应用相关的异常的顶层根超类。

ArithmeticError：

所有数值错误的超类。

OverflowError：

识别特定的数值错误的子类。

Exception是python中所有应用程序级别的异常的超类，通常可以使用它作为一个全捕获。

3.3.1默认打印和状态

内置异常还提供了默认打印显示和状态保持，传递给异常类的任何构造函数参数都会保存在实例的args元组属性中，并且打印该实例的时候自动显示。

>>>raiseIndexError

Traceback（mostrecentcalllast）:

File"",line1,in

raiseIndexError

IndexError

>>>raiseIndexError（'spam'）

Traceback（mostrecentcalllast）:

File"",line1,in

raiseIndexError（'spam'）

IndexError:

spam

>>>I=IndexError（'spam'）

>>>I.args

（'spam',）

>>>

classE（Exception）:

pass

try:

raiseE（'spam','eggs','ham'）

exceptEasX:

printX,X.args

Output：

（'spam','eggs','ham'）（'spam','eggs','ham'）

3.4定制打印显示

classMyBad（Exception）:

def__str__（self）:

return"Alwayslookonthebrightsideoflife..."

try:

raiseMyBad（）

exceptMyBadasX:

printX

raiseMyBad（）

Output：

Traceback（mostrecentcalllast）:

File"C:

\E\workspace\PythonLearning\chapter17\mathlib.py",line10,in

raiseMyBad（）

__main__.MyBad:

Alwayslookonthebrightsideoflife...

Alwayslookonthebrightsideoflife...

3.5定制数据和行为

3.5.1提供异常细节

classFormatError（Exception）:

def__init__（self,line,file）:

self.line=line

self.file=file

defparser（）:

raiseFormatError（42,file='spam.txt'）

try:

parser（）

exceptFormatErrorasX:

print"Errorat",X.file,X.line

printX.args

Output：

Erroratspam.txt42

（）#默认构造函数被重写

3.5.2提供异常方法

classFormatError（Exception）:

logfile='formaterror.txt'

def__init__（self,line,file）:

self.line=line

self.file=file

deflogerror（self）:

log=open（self.logfile,'a'）

print>>log,'Errorat{0}{1}'.format（self.file,self.line）

defparser（）:

raiseFormatError（42,file='spam.txt'）

try:

parser（）

exceptFormatErrorasX:

print"Errorat",X.file,X.line

printX.args

X.logerror（）

Output：

Erroratspam.txt42

（）

4.异常的设计

4.1嵌套异常处理器

4.2异常的习惯用法

4.2.1异常不总是错误

●内置的input函数在每次调用时，则是从标准输入串流sys.stdin读取一行文字，并且在文件末尾时引发内置的EOFError。

●Input的空字符串是指空行。

除了EOFError的名称，这个异常在这种环境下也只是信号而已，不是错误。

●调用sys.exit（）并在键盘上按下ctrl-C，会分别引发SystemExit和KeyboardInterput。

4.2.2函数信号条件和raise

classFound（Exception）:

pass

defsearcher（）:

ifTrue:

raiseFound（）

else:

return

try:

searcher（）

exceptFound:

print"success"

else:

print"failure"

这种代码结构，可用于任何无法返回经是值以表明成功或失败函数。

异常提供一种方式来传达结果信号，而不是使用返回值。

4.2.3关闭文件和服务器连接

异常处理工具通常用来确保系统资源终结，不管在处理过程中是否发生了错误。

确保一个代码块的终止操作的更通用和显式的方式式try/finally语句：

myfile=open（r'C:

\misc\script','w'）

try:

...processmyfile...

finally:

myfile.close（）

With/as语句运行的环境管理器：

withopen（r'C:

\misc\script','w'）asmyfile:

...processmyfile...

4.2.4在try外进行调试

try:

...runprogram...

except:

importsys

print"uncaught!

",sys.exc_info（）[0],sys.exc_info（）[1]

4.2.5运行进程中的测试

importsys

log=open（'testlog','a'）

fromtestapiimportimportmoreTests,runNextTest,testName

deftestdriver（）:

whilemoreTests（）:

try:

runNextTest（）

except:

print'FAILED',testName（）,sys.exc_info（）[:

2]

else:

print'PASSED',testName（）

testdriver（）

4.2.6关于sys.exc_info（）

Sys.exc_info（）允许一个异常处理器获取对最近引发的异常的访问。

如果没有处理器正在处理，就返回了三个None值的元组。

否则，将会返回（type、value和traceback）。

●Type是正在处理的异常的异常类型

●Value是引发的异常的异常类实例

●Traceback是一个traceback对象，代表异常最初发生时所调用的堆栈。

l=[1,2]

try:

l[3]

except:

importsys

prin