python 异常处理

python 异常处理

异常机制本质

异常是指程序运行过程中出现的非正常现象，例如用户输入错误、除数为零、需要处理的文件不存在等

所谓异常处理，就是指程序再出现问题时依然可以正确的执行剩余的程序，而不会因为异常而终止程序的运行

python 中，引进了很多用来描述和处理异常的类，称为异常类。异常类定义中包含了该类异常的信息和对异常进行处理的方法。

python 中一切都是对象，异常也采用对象的方式来处理。处理过程:

1. 抛出异常: 在执行一个方法时，如果发生异常，则这个方法生成代表该异常的一个对象，停止当前执行路径，并把异常对象提交给解释器。
2. 捕获异常: 好释器得到该异后，寻相应的代码本处理该异。

try...except...

try:
    a = 3 / 0
except ZeroDivisionError as error:
    print(error) 

# result
# division by zero

try...except...except...

try:
    while True:
        a = int(input("请输入一个数字:"))
        if a == 888:
            break
        b = int(input("请输入一个数字:"))
        if b == 888:
            break
        print("正在计算{0} 除以 {1}".format(a, b))
        calculate = a / b
        print("结果为:{0}".format(calculate))
except ZeroDivisionError:
    print("0 不能做除数！！")
except ValueError:
    print("您输入的不是数字！！！")

"""
result:
请输入一个数字:1
请输入一个数字:0
正在计算1 除以 0
0 不能做除数！！
===========================
请输入一个数字:1
请输入一个数字:abc
您输入的不是数字！！！

"""

try...except...else

try...except...else结构增加了“else块”，如果try中没有抛出异常，则执行else块，如果try块中抛出异常，则执行excetp，不执行else块。

# coding = utf-8
try:

    a = int(input("请输入一个数字:"))

    b = int(input("请输入一个数字:"))

    print("正在计算{0} 除以 {1}".format(a, b))

    calculate = a / b

except ZeroDivisionError:
    print("0 不能做除数！！")
except ValueError:
    print("您输入的不是数字！！！")
else:
    print("结果为:{0}".format(calculate))

"""
result:
请输入一个数字:1
请输入一个数字:10
正在计算1 除以 10
结果为:0.1
================================
请输入一个数字:2
请输入一个数字:0
正在计算2 除以 0
0 不能做除数！！
"""

try...except...else...finally

try...except...else...finally结构中，finally块无论是否发生异常都会被执行，通常用来释放try块中申请的资源。

try:

    a = int(input("请输入一个数字:"))

    b = int(input("请输入一个数字:"))

    print("正在计算{0} 除以 {1}".format(a, b))

    calculate = a / b

except ZeroDivisionError:
    print("0 不能做除数！！")
except ValueError:
    print("您输入的不是数字！！！")
else:
    print("结果为:{0}".format(calculate))
finally:
    print("程序结束")

"""
result：
请输入一个数字:1
请输入一个数字:0
正在计算1 除以 0
0 不能做除数！！
程序结束
==============================
请输入一个数字:1
请输入一个数字:2
正在计算1 除以 2
结果为:0.5
程序结束
"""

常见异常汇总和说明

return 语句和异常处理问题

由于 return 有两种作用：结束方法运行、返回值。我们一般不把 return 放到异常处理结构中，而是放到方法最后。
异常结构中return的使用方式

def test01():
    print('step1')
    try:
        x = 3 / 0
        # return 'a'
    except:
        print('step2')
        print('异常：0不能作为除数')
        # return 'b'
    finally:
        print('step3')
        # return 'c'

    print('step4')
    return 'd'  # 老师：一般不要把return语句放到try、except、else、finally块中，会发生一些意想不到的错误。建议放到最后。


print(test01())

"""
result:

step1
step2
异常：0不能作为除数
step3
step4
d
"""

return不在最后，所以执行到return本来程序执行要终止，但是还是会把finally块的代码执行完，之后就不执行了。
异常结构中return的使用方式

def test01():
    print('step1')
    try:
        x = 3 / 0
        # return 'a'
    except:
        print('step2')
        print('异常：0不能作为除数')
        return 'b'
    finally:
        print('step3')
        # return 'c'

    print('step4')
    # return 'd'  # 一般不要把return语句放到try、except、else、finally块中，会发生一些意想不到的错误。建议放到最后。


print(test01())

"""
result:
step1
step2
异常：0不能作为除数
step3
b
"""

常见异常汇总

with…as语句

with通过__enter__方法初始化，然后在__exit__中做善后以及处理异常。其中__enter__()方法在语句体（with语句包裹起来的代码块）执行之前进入运行，exit()方法在语句体执行完毕退出后运行。

with 语句适用于对资源进行访问的场合，确保不管使用过程中是否发生异常都会执行必要的“清理”操作，释放资源，比如文件使用后自动关闭、线程中锁的自动获取和释放等。

With语句的基本语法格式:

with expression [as target]:
	with-block 
    
expression：是一个需要执行的表达式；
target：是一个变量或者元组，存储的是expression表达式执行返回的结果，可选参数。

with语句原理

上下文管理协议（Context Management Protocol）：包含方法 enter()和__exit__()，支持该协议的对象要实现这两个方法。

上下文管理器（Context Manager）：支持上下文管理协议的对象，这种对象实现了__enter__()和__exit__()方法。上下文管理器定义执行with语句时要建立的运行时上下文，负责执行with语句块上下文中的进入与退出操作。通常使用with语句调用上下文管理器，也可以通过直接调用其方法来使用。
例：执行过程:

with EXPR as VAR:
    BLOCK

1. 执行EXPR，生成上下文管理器context_manager；

2. 获取上下文管理器的__exit()__方法，并保存起来用于之后的调用；

3. 调用上下文管理器的__enter__()方法；如果使用了as子句，则将__enter__()方法的返回值赋值给as子句中的VAR；

4. 执行BLOCK中的表达式；

5. 不管是否执行过程中是否发生了异常，执行上下文管理器的__exit__()方法，exit()方法负责执行“清理”工作，如释放资源等。如果执行过程中没有出现异常，或者语句体中执行了语句break/continue/return，则以None作为参数调用__exit__(None, None, None)；如果执行过程中出现异常，则使用sys.exc_info得到的异常信息为参数调用__exit__(exc_type, exc_value, exc_traceback)；

6. 出现异常时，如果__exit__(type, value, traceback)返回False，则会重新抛出异常，让with之外的语句逻辑来处理异常，这也是通用做法；如果返回True，则忽略异常，不再对异常进行处理。

trackback 模块

程序很多时候是服务器在运行，不会时时刻刻有人在电脑前看着，应用Trackback模块将错误信息写入日志文件中，可以便于运维人员定期去翻阅异常记录文件查错。

*【例】使用 Traceback 模块打印异常信息 *

import traceback

try:
    print('step1')
    num = 1 / 0
except:
    # open()的'a'模式（可以联系append方法去理解和记忆），打开一个文件用于追加。如果该文件已
    with open(r"traceback.txt", 'a') as f:
        # 存在，文件指针将会放在文件的结尾，也就是说新的内容会被写入到已有内容之后；如果该文件不存在，创建新文件进行写入。
        traceback.print_exc(file=f)

raise自定义异常类

程序开发中，有时候我们也需要自己定义异常类。自定义异常类一般都是运行时异常，通常继承 Exception或其子类即可。命名一般以Error、Exception 为后缀。

自定义异常由 raise 语句主动抛出，一般自定义异常需要重写__str__方法：

class AgeError(Exception):

    def __init__(self, errorinfo):
        super().__init__(self)
        self.errorinfo = errorinfo

    def __str__(self):
        return str(self.errorinfo) + "这个年龄超出范围，"+ "年龄应该在1到150之间"


if __name__ == "__main__":
    age = int(input("输入一个年龄："))
    if age > 1 and age < 150:
        print("年龄是：{0}".format(age))
    else:
        raise AgeError(age)

"""
result:

输入一个年龄：19
年龄是：19
=============================

Traceback (most recent call last):
  File "c:\Users\chenh\OneDrive\Data Learn\Python 基础\课堂笔记\09\try.py", line 16, in <module>
    raise AgeError(age)
AgeError: 200这个年龄超出范围，年龄应该在1到150之间

"""