1.句法错误
句法错误又称解析错误,是学习 Python 时最常见的错误:
>>> while True print('Hello world') File "<stdin>", line 1 while True print('Hello world') ^ SyntaxError: invalid syntax
解析器会复现出现句法错误的代码行,并用小“箭头”指向行里检测到的第一个错误。错误是由箭头 上方 的 token 触发的(至少是在这里检测出的):本例中,在
print()
函数中检测到错误,因为,在它前面缺少冒号(':'
) 。错误信息还输出文件名与行号,在使用脚本文件时,就可以知道去哪里查错。
2.异常
即使语句或表达式使用了正确的语法,执行时仍可能触发错误。执行时检测到的错误称为 异常,异常不一定导致严重的后果:很快我们就能学会如何处理 Python 的异常。大多数异常不会被程序处理,而是显示下列错误信息:
>>> 10 * (1/0) Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> ZeroDivisionError: division by zero >>> 4 + spam*3 Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> NameError: name 'spam' is not defined >>> '2' + 2 Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> TypeError: Can't convert 'int' object to str implicitly
错误信息的最后一行说明程序遇到了什么类型的错误。异常有不同的类型,而类型名称会作为错误信息的一部分中打印出来:上述示例中的异常类型依次是:
ZeroDivisionError
,NameError
和TypeError
。作为异常类型打印的字符串是发生的内置异常的名称。对于所有内置异常都是如此,但对于用户定义的异常则不一定如此(虽然这种规范很有用)。标准的异常类型是内置的标识符(不是保留关键字)。此行其余部分根据异常类型,结合出错原因,说明错误细节。
错误信息开头用堆栈回溯形式展示发生异常的语境。一般会列出源代码行的堆栈回溯;但不会显示从标准输入读取的行。
内置异常 列出了内置异常及其含义。
3.处理异常
可以编写程序处理选定的异常。下例会要求用户一直输入内容,直到输入有效的整数,但允许用户中断程序(使用或操作系统支持的其他操作);注意,用户中断程序会触发
KeyboardInterrupt
异常。>>> while True: ... try: ... x = int(input("Please enter a number: ")) ... break ... except ValueError: ... print("Oops! That was no valid number. Try again...") ...
try
语句的工作原理如下:
如果没有触发异常,则跳过 except 子句,
try
语句执行完毕。如果执行 try 子句时发生了异常,则跳过该子句中剩下的部分。如果异常的类型与
except
关键字后面的异常匹配,则执行 except 子句,然后,继续执行try
语句之后的代码。如果发生的异常不是 except 子句中列示的异常,则将其传递到外部的
try
语句中;如果没有找到处理程序,则它是一个 未处理异常,语句执行将终止,并显示如上所示的消息。
try
语句可以有多个 except 子句,可为不同异常指定相应的处理程序。但最多只会执行一个处理程序。处理程序只处理对应的 try 子句中发生的异常,而不处理同一try
语句内其他处理程序中的异常。except 子句可以用元组命名多个异常,例如:... except (RuntimeError, TypeError, NameError): ... pass
发生的异常与
except
子句中的类是同一个类或是它的基类时,异常与 except 子句中的类兼容(反之则不成立 --- 列出派生类的 except 子句与基类不兼容)。例如,下面的代码依次输出 B, C, D:class B(Exception): pass class C(B): pass class D(C): pass for cls in [B, C, D]: try: raise cls() except D: print("D") except C: print("C") except B: print("B")
ps(非官方): 是不是可以理解为父类可以捕获子类的异常
注意,如果颠倒 except 子句的顺序(把 except B 放到第一个),则输出 B,B,B --- 即触发第一个匹配的 except 子句。
最后的 except 子句可以省略异常名,以用作通配符。但应谨慎使用,这种方式很容易掩盖真正的编程错误!它还可用于输出错误消息,然后重新触发异常(同样允许调用者处理异常):import sys try: f = open('myfile.txt') s = f.readline() i = int(s.strip()) except OSError as err: print("OS error: {0}".format(err)) except ValueError: print("Could not convert data to an integer.") except: print("Unexpected error:", sys.exc_info()[0]) raise
try
...except
语句支持可选的 else 子句,该子句必须放在所有 except 子句之后。如果 try 子句没有触发异常,但又必须执行一些代码时,这个子句很有用。例如:for arg in sys.argv[1:]: try: f = open(arg, 'r') except OSError: print('cannot open', arg) else: print(arg, 'has', len(f.readlines()), 'lines') f.close()
使用
else
子句比向try
子句添加额外的代码要好,可以避免意外捕获非try
...except
语句保护的代码触发的异常。发生异常时,它可能具有关联值,即异常 参数 。是否需要参数,以及参数的类型取决于异常的类型。
except 子句可以在异常名称后面指定一个变量。这个变量和一个异常实例绑定,它的参数存储在
instance.args
中。为了方便起见,异常实例定义了__str__()
,因此可以直接打印参数而无需引用.args
。也可以在抛出之前首先实例化异常,并根据需要向其添加任何属性:>>> try: ... raise Exception('spam', 'eggs') ... except Exception as inst: ... print(type(inst)) # the exception instance ... print(inst.args) # arguments stored in .args ... print(inst) # __str__ allows args to be printed directly, ... # but may be overridden in exception subclasses ... x, y = inst.args # unpack args ... print('x =', x) ... print('y =', y) ... <class 'Exception'> ('spam', 'eggs') ('spam', 'eggs') x = spam y = eggs
如果异常有参数,则它们将作为未处理异常的消息的最后一部分('详细信息')打印。
异常处理程序不仅处理 try 子句中遇到的异常,还处理 try 子句中调用(即使是间接地)的函数内部发生的异常。例如:>>> def this_fails(): ... x = 1/0 ... >>> try: ... this_fails() ... except ZeroDivisionError as err: ... print('Handling run-time error:', err) ... Handling run-time error: division by zero
4.触发异常
raise
语句支持强制触发指定的异常。例如:>>> raise NameError('HiThere') Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> NameError: HiThere
raise
唯一的参数就是要触发的异常。这个参数必须是异常实例或异常类(派生自Exception
类)。如果传递的是异常类,将通过调用没有参数的构造函数来隐式实例化:raise ValueError # shorthand for 'raise ValueError()'
如果只想判断是否触发了异常,但并不打算处理该异常,则可以使用更简单的
raise
语句重新触发异常:>>> try: ... raise NameError('HiThere') ... except NameError: ... print('An exception flew by!') ... raise ... An exception flew by! Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 2, in <module> NameError: HiThere
5.异常链
raise
语句支持可选的from
子句,该子句用于启用链式异常。 例如:# exc must be exception instance or None. raise RuntimeError from exc
转换异常时,这种方式很有用。例如:
>>> def func(): ... raise IOError ... >>> try: ... func() ... except IOError as exc: ... raise RuntimeError('Failed to open database') from exc ... Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 2, in <module> File "<stdin>", line 2, in func OSError The above exception was the direct cause of the following exception: # 中文: 上述异常是导致以下异常的直接原因 Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 4, in <module> RuntimeError: Failed to open database
异常链在
except
或finally
子句触发异常时自动生成。禁用异常链可使用from None
习语:try: open('database.sqlite') except OSError: raise RuntimeError from None Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 4, in <module> RuntimeError
6.用户自定义异常
程序可以通过创建新的异常类命名自己的异常(Python 类的内容详见 类)。不论是以直接还是间接的方式,异常都应从
Exception
类派生。异常类和其他类一样,可以执行任何操作。但通常会比较简单,只提供让处理异常的程序提取错误信息的一些属性。创建能触发多个不同错误的模块时,一般只为该模块定义异常基类,然后再根据不同的错误条件,创建指定异常类的子类:
class Error(Exception): """Base class for exceptions in this module.""" pass class InputError(Error): """Exception raised for errors in the input. Attributes: expression -- input expression in which the error occurred message -- explanation of the error """ def __init__(self, expression, message): self.expression = expression self.message = message class TransitionError(Error): """Raised when an operation attempts a state transition that's not allowed. Attributes: previous -- state at beginning of transition next -- attempted new state message -- explanation of why the specific transition is not allowed """ def __init__(self, previous, next, message): self.previous = previous self.next = next self.message = message
大多数异常命名都以 “Error” 结尾,类似标准异常的命名。
许多标准模块都需要自定义异常,以报告由其定义的函数中出现的错误。有关类的说明,详见 类。
7.定义清理操作
try
语句还有一个可选子句,用于定义在所有情况下都必须要执行的清理操作。例如:>>> try: ... raise KeyboardInterrupt ... finally: ... print('Goodbye, world!') ... Goodbye, world! KeyboardInterrupt Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 2, in <module>
如果存在
finally
子句,则finally
子句是try
语句结束前执行的最后一项任务。不论try
语句是否触发异常,都会执行finally
子句。以下内容介绍了几种比较复杂的触发异常情景:
如果执行
try
子句期间触发了某个异常,则某个except
子句应处理该异常。如果该异常没有except
子句处理,在finally
子句执行后会被重新触发。
except
或else
子句执行期间也会触发异常。 同样,该异常会在finally
子句执行之后被重新触发。如果执行
try
语句时遇到break
,、continue
或return
语句,则finally
子句在执行break
、continue
或return
语句之前执行。如果
finally
子句中包含return
语句,则返回值来自finally
子句的某个return
语句的返回值,而不是来自try
子句的return
语句的返回值。
例如:>>> def bool_return(): ... try: ... return True ... finally: ... return False ... >>> bool_return() False # 根据最后一条, finally中的return 大于try中的return
这是一个比较复杂的例子:
>>> def divide(x, y): ... try: ... result = x / y ... except ZeroDivisionError: ... print("division by zero!") ... else: ... print("result is", result) ... finally: ... print("executing finally clause") ... >>> divide(2, 1) result is 2.0 # 未发生异常,走else executing finally clause # 然后走finally >>> divide(2, 0) division by zero! # 发生异常并且可以捕获走except executing finally clause # 然后走finally >>> divide("2", "1") executing finally clause # 发生异常,但是未捕获,先finally后再抛出异常 Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> File "<stdin>", line 3, in divide TypeError: unsupported operand type(s) for /: 'str' and 'str'
如上所示,任何情况下都会执行
finally
子句。except
子句不处理两个字符串相除触发的TypeError
,因此会在finally
子句执行后被重新触发。在实际应用程序中,
finally
子句对于释放外部资源(例如文件或者网络连接)非常有用,无论是否成功使用资源。8.预定义的清理操作
某些对象定义了不需要该对象时要执行的标准清理操作。无论使用该对象的操作是否成功,都会执行清理操作。比如,下例要打开一个文件,并输出文件内容:
for line in open("myfile.txt"): print(line, end="")
这个代码的问题在于,执行完代码后,文件在一段不确定的时间内处于打开状态。在简单脚本中这没有问题,但对于较大的应用程序来说可能会出问题。
with
语句支持以及时、正确的清理的方式使用文件对象:with open("myfile.txt") as f: for line in f: print(line, end="")
语句执行完毕后,即使在处理行时遇到问题,都会关闭文件
f
。和文件一样,支持预定义清理操作的对象会在文档中指出这一点。
END
5. 错误和异常
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