Python 3.x 异常处理

异常处理

1. 什么是异常

程序在运行时，如果 Python 解释器 遇到 到一个错误，会停止程序的执行，并且提示一些错误信息，这就是 异常

异常是因为程序出现了错误，而在正常控制流以外采取的行为

• 这个行为又分为两个阶段：
  • 首先是引起异常发生的错误
  • 然后是检测（和采取可能的措施）阶段

2. Python 中的异常

当程序运行时，因遇到未解的错误而导致中止运行，便会出现 traceback 消息，打印异常

KeyboardInterrupt     # Ctrl + C，会产生用户中断执行错误
EOFError              # Ctrl + D，会产出此错误

python 中异常演示

>>> a + 5							# NameError，变量a没有定义
>>> 'hello'[5]						# IndexError，字符串hello的最长索引下标为4
>>> a = 10			
>>> if a = 10:						# SyntaxError，python中的等于号使用'=='表示
>>> n = input('number:' )			# 要求输入number时，Ctrl + D, 产生EOFError
>>> n = input('number: ')			# Ctrl + C，产生KeyboardInterrupt，用户中断执行

错误类型捕获

• 在程序执行时，可能会遇到 不同类型的异常，并且需要 针对不同类型的异常，做出不同的响应，这个时候，就需要捕获错误类型了
• 语法如下：

try:
    # 尝试执行的代码
    pass
except 错误类型1:
    # 针对错误类型1，对应的代码处理
    pass
except (错误类型2, 错误类型3):
    # 针对错误类型2 和 3，对应的代码处理
    pass
except Exception as result:
    print("未知错误 %s" % result)

try-except 语句

• 定义了进行异常监控的一段代码，并且提供了处理异常的机制

try:
    n = int(input('number: '))  # 没有输入任何值，回车，产生ValueError异常
    print(n)
except ValueError:
    print('无效的输入')  # 当异常ValueError发生时，执行print()

带有多个 expect 的 try 语句

• 可以把多个 except 语句连接在一起，处理一个try 块中可能发生的多种异常

# 使用多个expect的try语句，处理异常
try:
    n = int(input('number: '))  # 没有输入任何值，回车，产生ValueError异常
    print(n)
except ValueError:  # 当异常ValueError发生时，执行print()
    print('无效的输入')
except KeyboardInterrupt:  # Ctrl + C，产生KeyboardInterrupt，用户中断执行
    print('\nBye-bye')
except EOFError:  # Ctrl + D, 产生EOFError, 没有内建输入
    print('\nBye-bye')

• 检测上述模块中异常处理结果

[root@localhost xxx] # python day01.py 
number:  # 回车，ValueError异常，s输入错误类型
无效的输入
[root@localhost xxx] # python day01.py 
number: ^CBye-bye  # Ctrl + C，KeyboardInterrupt异常，用户操作中断
[root@localhost xxx]# python day01.py 
number: Bye-bye  # Ctrl + D, EOFError异常, 没有内建输入

捕获未知错误

• 在开发时，要预判到所有可能出现的错误，还是有一定难度的
• 如果希望程序 无论出现任何错误，都不会因为 Python 解释器 抛出异常而被终止，可以再增加一个 except

语法如下：

except Exception as result:
    print("未知错误 %s" % result)

异常参数

• 异常也可以有参数，异常引发后它会被传递给异常处理器
• 当异常被引发后参数是作为附加帮助信息传递给异常处理器的

查看异常提示信息

>>> n = int(input('number: '))
number:  # 回车，ValueError异常
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in <module>
ValueError: invalid literal for int() with base 10: ''

使用多个expect的try语句，实现异常参数

try:
    n = int(input('number: '))    
    print(n)
except ValueError as e:  # 当异常ValueError发生时，将异常信息赋值给变量e
    print('无效的输入', e)  # print(), 打印异常信息
except KeyboardInterrupt:    
    print('\nBye-bye')
except EOFError:            
    print('\nBye-bye')

[root@localhost day01]# python day01.py 
number:  # 回车，ValueError异常
无效的输入 invalid literal for int() with base 10: ''  # 输出异常信息

使用多个expect的try语句，捕获多个异常

try:
    n = int(input('number: '))    
    print(n)
except ValueError as e:        
    print('无效的输入', e)       
except (KeyboardInterrupt, EOFError):  # 使用except捕获多个异常  
    print('\nBye-bye')

[root@localhost day01]# python day01.py 
number: ^C  # Ctrl + C，产生KeyboardInterrupt，用户中断执行
Bye-bye
[root@localhost day01]# python day01.py 
number:  # Ctrl + D, EOFError异常, 没有内建输入
Bye-bye

else 子句

• 在 try 范围中没有异常被检测到时，执行 else 子句
• 在else 范围中的任何代码运行前，try 中的所有代码必须完全成功

# else子句的使用
try:  # 有可能发生异常的代码块
    n = int(input('number: '))
except ValueError as e:  # 当异常ValueError发生时，将异常信息赋值给变量e
    print('无效的输入', e)  # print(), 打印异常信息
except (KeyboardInterrupt, EOFError):   
    print('\nBye-bye')
else:  # 当不发生异常时，要执行的代码块
    print(n)

[root@localhost day01] # python day01.py 
number: 19  # 正常输入，打印else
19

finally子句

• finally 子句是 无论异常是否发生，是否捕捉都会执行的一段代码
• 如果打开文件后，因为发生异常导致文件没有关闭，可能会发生数据损坏，使用finally 可以保证文件总是能正常的关闭

# finally子句的使用
try:                            # 有可能发生异常的代码块
    n = int(input('number: '))
except ValueError as e:         # 当异常ValueError发生时，将异常信息赋值给变量e
    print('无效的输入', e)        # print(), 打印异常信息
except (KeyboardInterrupt, EOFError):   
    print('\nBye-bye')
    exit()                      # 退出程序
else:                           # 当不发生异常时，要执行的代码块
    print(n)
finally:                        # 不管异常是否发生都会执行代码块
	print('Done')

[root@localhost day01]# python day01.py 
number:            # Ctrl + D, EOFError异常, 没有内建输入
Bye-bye
Done               # 出现异常，finally 继续执行

[root@localhost day01]# python day01.py 
number: 19         # 正常输入整数，打印结果
19
Done               # 没有出现异常，finally 还是继续执行

练习 3：简化除法判断

需求

1. 提示用户输入一个数字作为除法
2. 如果用户按下 Ctrl + C 或 Ctrl + D 则退出程序
3. 如果用户输入非数字字符，提示用户应该输入数字
4. 如果用户输入 0，提示用户 0 不能作为除法

# mydiv.py
try:  # 有可能发生异常的代码块
    n = int(input('number: '))
    result = 100 / n
# 当异常ValueError发生时，将异常信息赋值给变量e    
except (ValueError, ZeroDivisionError) as e:  
    print('无效的输入', e)  # print(), 打印异常信息       
except (KeyboardInterrupt, EOFError):  # 出现异常，执行print()，exit()
    print('\nBye-bye')
    exit()  # 退出程序
    
else:  # 当不发生异常时，要执行的代码块
    print(result)
    
finally:  # 不管异常是否发生都会执行代码块
    print('Done')

[root@localhost day01] # python3 mydiv.py 
number:  # 空值，回车，异常处理
无效的输入 invalid literal for int() with base 10: ''
Done  # 不管异常是否发生，都会打印

# 使用python解释器，执行day01.py
[root@localhost day01]# python3 mydiv.py 
number: 0  # 输入0，异常处理
无效的输入 division by zero
Done  # 不管异常是否发生，都会打印

3. 自定义异常

抛出异常—raise

应用场景

• 在开发中，除了 代码执行出错 Python 解释器会 抛出 异常之外
• 还可以根据 应用程序 特有的业务需求 主动抛出异常

示例

• 提示用户 输入密码，如果 长度少于 8，抛出 异常

注意

• 当前函数 只负责 提示用户输入密码，如果 密码长度不正确，需要其他的函数进行额外处理
• 因此可以 抛出异常，由其他需要处理的函数 捕获异常

抛出异常

• Python 中提供了一个 Exception 异常类
• 在开发时，如果满足 特定业务需求时，希望 抛出异常，可以：
  1. 创建 一个 Exception 的 对象
  2. 使用 raise 关键字 抛出 异常对象

需求

• 定义 input_password 函数，提示用户输入密码
• 如果用户输入长度 < 8，抛出异常
• 如果用户输入长度 >= 8，返回输入的密码

def input_password():

    # 1. 提示用户输入密码
    pwd = input("请输入密码：")

    # 2. 判断密码长度，如果长度 >= 8，返回用户输入的密码
    if len(pwd) >= 8:
        return pwd

    # 3. 密码长度不够，需要抛出异常
    # 1> 创建异常对象 - 使用异常的错误信息字符串作为参数
    ex = Exception("密码长度不够")

    # 2> 抛出异常对象
    raise ex
try:
    user_pwd = input_password()
    print(user_pwd)
except Exception as result:
    print("发现错误：%s" % result)

练习 4：自定义异常

需求

• 编写第一个函数，接收姓名和年龄，如果年龄不在1到120之间，产生 ValueError 异常

# 编写函数get_info()，在文件user_info.py上操作
def get_info(name, age):  # 定义函数，接收姓名和年龄
    # 异常触发ValueError，提示信息为：无效的年龄(1 ~ 119)
    if not 0 < age < 120:            
        raise ValueError('无效的年龄(1 ~ 119)')
    # 当age在0 ~ 120的范围，else代码块执行    
    else:         
        print('%s is %s years old' %(name, age))

try:  # 有可能发生异常的代码块
    get_info('tom', 200)
except ValueError as e:  # 当异常ValueError发生时，将异常信息赋值给变量e
    print('Error:', e)  # print(), 打印异常信息
    exit()  # 退出程序，不继续执行后续代码
print('Done')  # exit()，退出后，此代码不执行