简明Python3教程15.异常

简介

当程序发生意外情况时则产生异常。

例如你需要读一个文件而这个文件并不存在会咋样？又或者是程序运行时你把它误删除了呢？

上述情形通过异常进行处理。

类似的，如果你的程序存在一些非法语句会发生什么呢？这时python会举手告诉你存在一个错误。

错误

考虑一个简单的print函数调用。如果我们把print错拼成Print(注意大小写)，这时python将引发一个语法错误。

    >>> Print('Hello World')

    Traceback (most recent call last):

      File "", line 1, in

        Print('Hello World')

    NameError: name 'Print' is not defined

    >>> print('Hello World')

    Hello World

我们看到一个NameError被引发并且发生错误的位置也被打印出来。这就是一个错误处理器(error handler)为这个错误所进行的处理。

异常

我们尝试从用户读取输入，看看当键入ctrl-d(注：windows用户输入ctrl-z)时会发生什么。

    >>> s = input('Enter something --> ')

    Enter something -->

    Traceback (most recent call last):

      File "", line 1, in

        s = input('Enter something --> ')

EOFError: EOF when reading a line

(注：也许你看到的信息会所有不同，但只要引发了EOFError即可)

可以看到python引发了一个被称作EOFError的异常，一般这意味着它遇到了一个非期望的文件尾(end of file)符号(注：windows下为ctrl-z)

处理异常

利用try...except语句使得我们可以处理异常。通常我们将语句放入try块而将错误处理放到except块中。

#!/usr/bin/python

# Filename: try_except.py

try:

    text = input('Enter something --> ')

except EOFError:

    print('Why did you do an EOF on me?')

except KeyboardInterrupt:

    print('You cancelled the operation.')

else:

    print('You entered {0}'.format(text))

输出：

    $ python try_except.py

    Enter something -->     # Press ctrl-d

    Why did you do an EOF on me?

    $ python try_except.py

    Enter something -->     # Press ctrl-c

    You cancelled the operation.

    $ python try_except.py

    Enter something --> no exceptions

    You entered no exceptions

代码如何工作：
我们将可能引起异常/错误的所有语句放入try块，然后将适当的错误/异常处理器放进except块/从句中。

except从句可以处理一个单一的指定的错误或异常，或者一组括在小括号中的异常/错误。

如果没有给出异常或错误，则except会处理所有的错误和异常。

注意每个try至少要关联一个except从句，否则只存在try块有啥意义呢？

任何没有被处理的错误或异常都会导致python默认处理器的调用，它的作用仅仅是终止程序运行并将错误信息打印出来。前面我们已经见识过了。

你还可以为try..except块关联一个else从句。如果没有异常发生则else块被执行。

下面的例子中，我们将看到如何得到异常对象获取额外的异常信息。

引发异常

通过raise语句你可以引发异常。为raise语句提供错误/异常名后异常对象会被抛出。

你抛出的错误或异常必须是一个间接或直接派生自Exception类的类。

#!/usr/bin/python

# Filename: raising.py

class ShortInputException(Exception):

    '''A user-defined exception class.'''

    def __init__(self, length, atleast):

        Exception.__init__(self)

        self.length = length

        self.atleast = atleast

try:

    text = input('Enter something --> ')

    if len(text) <3:

        raise ShortInputException(len(text), 3)

    # Other work can continue as usual here

except EOFError:

    print('Why did you do an EOF on me?')

except ShortInputException as ex:

    print('ShortInputException: The input was {0} long, expected at

least {1}'/

          .format(ex.length, ex.atleast))

else:

    print('No exception was raised.')

输出：

    $ python raising.py

    Enter something --> a

    ShortInputException: The input was 1 long, expected at least 3

    $ python raising.py

    Enter something --> abc

    No exception was raised.

范例如何工作：

这里，我们创建了自己的异常类型。这个新的异常类型被称作ShortInputException。

ShortInputException拥有两个字段 – length指出给定输入的长度，而atleast为程序希望输入的最小长度。

在except从句中，我们给定异常类并将其对象存储为一个变量。这就类似于函数调用中的形参与实参。

在这个特定的except从句中，我们利用异常对象的length和atleast字段向用户打印出适当的提示信息。

try...finally

假设你的程序正在读取一个文件。如何保证无论是否发生异常文件对象都能被适当的关闭？这可以通过finally块做到。

注意你可以同时为try块关联except和finally块。如果你希望同时使用两者则必须将一个嵌入另一个中。

#!/usr/bin/python

# Filename: finally.py

import time

try:

    f = open('poem.txt')

    while True: # our usual file-reading idiom

        line = f.readline()

        if len(line) == 0:

            break

        print(line, end='')

        time.sleep(2) # To make sure it runs for a while

except KeyboardInterrupt:

    print('!! You cancelled the reading from the file.')

finally:

    f.close()

    print('(Cleaning up: Closed the file)')

输出：

    $ python finally.py

    Programming is fun

    When the work is done

    if you wanna make your work also fun:

    !! You cancelled the reading from the file.

    (Cleaning up: Closed the file)

代码如何工作：

我们执行一个常见的读文件操作，但故意在打印每行后利用time.sleep函数让程序休眠2秒，因此程序会运行的比较慢。

当程序运行时输入ctrl-c将中断/取消程序的运行。

注意ctrl-c会导致抛出KeyboardInterrupt异常，随后程序结束。但在程序结束前finally会被执行因此文件对象永远都会被关闭。

with语句

在try块中获得资源后在finally块中释放之是很常见的设计方式。因此python提供with语句给予更简洁的实现方式。

#!/usr/bin/python

# Filename: using_with.py

with open("poem.txt") as f:

    for line in f:

        print(line, end='')

代码如何工作：

程序的输出应该和上面的范例相同。程序的不同之处在于我们在with语句中使用open函数 – 如此with语句就会自动关闭文件了。

在幕后with与用户有一个协议。它将读取open语句返回的对象，这里我们将这个对象称为”thefile”

在with块的开始处，with永远都会调用thefile.__enter__方法而在块结束处又会调用thefile.__exit__方法。

因此我们在finally块中的代码被委托给__exit__方法了。这将帮助我们避免反复的使用try..finally块。

关于此主题更多的讨论已经超出本书范围，详见(http://www.python.org/dev/peps/pep-0343/) (注：看本地文档也行)

小结

我们已经讨论了try...except和try...finally的用法。并了解到如何创建自己的异常类型与引发异常。

下面，我们将研究python标准库。