python實用教程第九章異常處理課件

1、第九章 異常處理前面章節(jié)很多程序的執(zhí)行中，經(jīng)常會碰到程序執(zhí)行過程中沒有得到預(yù)期結(jié)果的情況。對于程序運行過程中出現(xiàn)的不正常，有時稱為錯誤，有時稱為異常，也有時說程序沒有按預(yù)期運行，從本章開始將有一個統(tǒng)一的稱謂異常。本章將帶領(lǐng)讀者學(xué)習(xí)如何處理各種異常，以及創(chuàng)建和自定義異常。Python快樂學(xué)習(xí)班的同學(xué)參觀完對象動物園后，由導(dǎo)游帶領(lǐng)來到了異常過山車入口。此處的異常過山車坐起來非常刺激，乘坐異常過山車的過程中，過山車隨時都可能停下來，有一些是正常的停止，也會有一些在未預(yù)知的情況下停止，但只要過山車上的乘客發(fā)揮自己的聰明才智，就有辦法讓停止的過山車動起來。聽起來很刺激吧，現(xiàn)在開始開啟異常過山車之旅。第1

2、頁，共27頁。9.1 異常定義在本節(jié)開始之前，先看看如下程序： print(hello,world)Traceback(most recent call last): File , line 1, in print(hello,world)NameError: name hello is not defined對于Python初學(xué)者，在Python的學(xué)習(xí)過程中，當編寫的代碼執(zhí)行時，經(jīng)常會遇到程序執(zhí)行報錯的問題，使程序不能得到預(yù)期結(jié)果，如NameError、SyntaxError、TypeError、ValueError等，這些都是異常。這節(jié)我們會專門介紹異常。第2頁，共27頁。異常是一個事件，

3、該事件會在程序執(zhí)行過程中發(fā)生，影響程序的正常執(zhí)行。一般情況下，在Python無法正常處理程序時就會發(fā)生異常。異常是Python的對象，表示一個錯誤。當Python腳本發(fā)生異常時，需要捕獲并處理所有異常，否則程序會終止執(zhí)行。就如乘坐過山車，有任何讓過山車在運行過程中停下的異常因素都需要排除，否則難以保證乘客的安全。在Python中，異常屬于類的實例，這些實例可以被引用，并且可以用很多種方法進行捕捉，使得異?？梢杂靡恍┯押玫姆绞竭M行化解，而不是簡單粗暴的讓整個程序停止。第3頁，共27頁。9.2 異常化解出了異常怎么辦呢？就如乘坐的異常過山車，當在運行過程中停止時，乘客可以通過自己的才智讓過山車運行

4、起來。程序也一樣，作為程序開發(fā)人員，誰都不想讓自己寫出來的代碼有問題，但這幾乎是不可能的。好在編寫程序的前輩們經(jīng)過不斷積累與思考，創(chuàng)造了不少好方法處理程序中的異常， Python中，異常最簡單的化解方式是使用try語句。try語句的語法格式如下：try: #運行別的代碼except ： #如果在try部份引發(fā)了異常第4頁，共27頁。try語句的工作原理是，開始一個try語句后，Python就在當前程序的上下文中做標記，當出現(xiàn)異常時就可以回到做標記的地方。如果當try后的語句執(zhí)行時發(fā)生異常，程序就跳回到try并執(zhí)行except子句，異常處理完畢，控制流就通過整個try語句（除非在處理異常時又引發(fā)

5、新的異常）。如果不想在發(fā)生異常時結(jié)束程序，只需在try語句塊中捕獲異常即可。def exp_exception(x,y): try: a=x/y print(a=, a) return a except Exception: print(程序出現(xiàn)異常，異常信息：被除數(shù)為0)exp_exception(2, 0)第5頁，共27頁。程序在執(zhí)行過程中，try語句塊中的語句在執(zhí)行時發(fā)生異常，程序最后執(zhí)行的是except子句。因為如果語句正常，應(yīng)該輸出“a=”的形式，但實際輸出的是except子句中的打印語句的內(nèi)容。在程序執(zhí)行過程中，如果沒有將異常化解，異常就會被“傳播”到調(diào)用的函數(shù)中。如果在調(diào)用的函數(shù)

6、中依然沒有化解異常，異常就會繼續(xù)“傳播”，直到程序的最頂層。在實際應(yīng)用中，經(jīng)常會遇到需要處理多個異常的情況，對于多個異常該怎么化解呢？Python支持在一個try/except語句中處理多個異常，語法格式如下：try: #運行別的代碼except ： #如果在try部分引發(fā)了name1異常except ，: #如果引發(fā)了name2異常，獲得附加數(shù)據(jù)第6頁，共27頁。try語句按照如下方式工作：首先執(zhí)行try子句（在關(guān)鍵字try和關(guān)鍵字except之間的語句）；如果try子句執(zhí)行沒有發(fā)生異常，忽略except子句，try子句執(zhí)行后結(jié)束；如果在執(zhí)行try子句的過程中發(fā)生異常，try子句余下的部分就

7、會被忽略；如果異常的類型和except之后的名稱相符，對應(yīng)的except子句就會被執(zhí)行，最后執(zhí)行try語句之后的代碼。如果拋出的異常沒有與任何except匹配，那這個異常就會傳遞到上層的try語句中。一個try語句可能包含多個except子句，分別處理不同的異常，但最多只有一個分支會被執(zhí)行。處理程序只針對對應(yīng)try子句中的異常進行處理，而不會處理其他異常語句中的異常。第7頁，共27頁。9.3 拋出異常Python使用raise語句拋出一個指定的異常。我們可以使用一個類（應(yīng)該是Exception的子類）或者實例參數(shù)調(diào)用raise語句來引發(fā)異常。使用類時，程序會自動創(chuàng)建實例。如果你只想知道這是否拋

8、出了一個異常，并不想去處理它，那使用一個簡單的raise語句就可以再次把它拋出。如下示例： try: raise NameError(This is NameError)except NameError: print(An exception happened!) #后面不加raiseAn exception happened! #若不加raise，輸出對應(yīng)字符就結(jié)束第8頁，共27頁。 try: raise NameError(This is NameError)except NameError: print(An exception happened!) raise #最后加一個raiseA

9、n exception happened!Traceback(most recent call last): File , line 2, in NameError: This is NameError在實際應(yīng)用過程中，可以借助raise語句得到更詳盡的異常信息。第9頁，共27頁。面碰到的如NameError、SyntaxError、TypeError、ValueError這些異常類稱為內(nèi)建異常類。在Python中，內(nèi)建的異常類有很多，可以使用dir函數(shù)列出異常類的內(nèi)容（有興趣可以嘗試看看），并且都可以用在raise語句中，用法如raise NameError這般使用。下表描述了一些重要的內(nèi)建

10、異常類。異常名稱描述Exception常規(guī)錯誤的基類AttributeError對象沒有這個屬性IOError輸入/輸出操作失敗IndexError序列中沒有此索引(index)KeyError映射中沒有這個鍵NameError未聲明/初始化對象 (沒有屬性)SyntaxErrorPython 語法錯誤SystemError一般的解釋器系統(tǒng)錯誤ValueError傳入無效的參數(shù)第10頁，共27頁。9.4 一個塊捕捉多個異常上一節(jié)我們講述的是一個try語句對應(yīng)多個except子句，假若需要一個try對應(yīng)一個except子句，同時捕捉到一個以上的異常。看如下示例：def model_excepti

11、on(x,y): try: b=name a=x/y except(ZeroDivisionError, NameError, TypeError): print(one of ZeroDivisionError or NameError or TypeError happened)model_exception(2,0)如果需要一個塊捕捉多個類型異常，可以將他們作為元組列出。第11頁，共27頁。程序輸出結(jié)果如下：one of ZeroDivisionError or NameError or TypeError happened由輸出結(jié)果可以看到，在一個try對應(yīng)一個except子句時，若將

12、多個異常放置于一個元組中，能做到捕獲一個以上的異常。使用這種方式時，只要遇到的異常類型是元組中的任意一個，都會進入異常流程。這么做有什么好處呢？假如希望多個except子句輸出同樣的信息，就沒有必要使一個try語句對應(yīng)多個except語句，將多個except的異常類放到一個except的元組中即可。第12頁，共27頁。9.5 異常對象捕捉如果希望在except子句中訪問異常對象本身，也就是看到一個異常對象真正的異常信息，而不是打印出自己定義的異常信息，可以使用 as e的形式，稱為捕捉對象。示例如下（model_exception_1.py）：def model_exception(x,y):

13、 try: b=name a=x/y except(ZeroDivisionError, NameError, TypeError) as e: print(e)model_exception(2,0)第13頁，共27頁?？慈缦率纠╩odel_exception_2.py）：def model_exception(x,y): try: a=x/yb=name except(ZeroDivisionError, NameError, TypeError) as e: print(e)model_exception(2,) 在該示例中，調(diào)用函數(shù)時有一個實參傳入的是空值。輸出結(jié)果如下：unsupp

14、orted operand type(s) for /: int and str 第14頁，共27頁。在實際編碼過程中，即使程序能處理好幾種類型的異常，但有一些異常還是會從我們手掌中溜走。上面示例中的異常就逃過了try/except語句的檢查，對于這種情況根本無法預(yù)測會發(fā)生什么，也無法提前做任何準備。在這種情況下，與其使用不是捕捉異常的try/except語句隱藏異常，不如讓程序立即崩潰。對于這樣的異常，該用什么方式來化解？示例如下（model_exception_3.py）：def model_exception(x,y): try: b=name a=x/y except: print(E

15、rror happened)model_exception(2,)第15頁，共27頁。可以在except子句中忽略所有異常類，從而讓程序輸出自己定義的異常信息。這里只是給出了一種可參考的解決方式。從實用性方面來講，不建議這么做，因為這樣捕捉異常非常危險，會隱藏所有沒有預(yù)先想到的錯誤。建議在實際應(yīng)用中，使用拋出異常的方式處理，或者對異常對象e進行一些檢查。第16頁，共27頁。9.6 豐富的else子句異常為我們提供了try.except.else的語句來實現(xiàn)該功能，其語法如下：try: #運行別的代碼except ： #如果在try部份引發(fā)了異常1except ，: #如果引發(fā)了異常2，獲得附加

16、的數(shù)據(jù)else: #如果沒有異常發(fā)生第17頁，共27頁。如果在try子句執(zhí)行時沒有發(fā)生異常，python將執(zhí)行else語句后的語句（如果有else的話）。使用else子句比把所有的語句都放在 try 子句里面要好，這樣可以避免一些意想不到的而except又沒有捕獲的異常。如下示例（model_exception_4.py）：def model_exception(x, y): try: a=x/y except: print(發(fā)生異常，走的是except邏輯。) else: print(沒有發(fā)生異常，走的是else邏輯。)model_exception(2, 1) #model_excepti

17、on函數(shù)調(diào)用當程序沒有發(fā)生異常時，通過添加一個else子句來做一些事情是很有用的，它可以幫助我們更好的判斷程序的執(zhí)行情況。第18頁，共27頁。9.7 自定義異常盡管內(nèi)建異常類包括了大部分異常，也可以滿足很多要求，但有一些情況還是需要創(chuàng)建自己的異常類才能處理。比如，若需要精確知道問題的根源，就需要使用自定義異常來精確定位問題。可以通過創(chuàng)建一個新exception類擁有自己的異常。異常應(yīng)該繼承自Exception類，可以直接繼承，也可以間接繼承。錯誤就是類，捕獲一個錯誤就是捕獲該類的一個實例，因此錯誤并不是憑空產(chǎn)生的，而是由一些不合理的部分導(dǎo)致的。Python的內(nèi)置函數(shù)會拋出很多類型的錯誤，自己編

18、寫的函數(shù)也可以拋出錯誤。如果要拋出錯誤，那么可以根據(jù)需要定義一個錯誤的類，選擇好繼承關(guān)系，然后用raise語句拋出一個錯誤的實例。代碼示例（my_error.py）第19頁，共27頁。9.8 try-finally語句Python中的finally子句需要和try子句一起使用，組成try/finally的語句形式。try/finally語句無論發(fā)生異常與否都將執(zhí)行finally后的代碼。示例如下（use_finally.py）：def use_finally(x,y): try: a=x/y finally: print(No matter what happened,I will show

19、in front of you)use_finally(2,0)第20頁，共27頁。其實在Python中，不管try子句中是否發(fā)生異常，finally子句都會執(zhí)行。這里有一個疑問，雖然執(zhí)行了finally子句，但是最后仍然有異常拋出，是否可以使用except截獲異常呢？可以使用except來截獲異常。try、except、else和finally可以組合使用，但放置的順序規(guī)則是：else在except之后，finally在except和else之后。第21頁，共27頁。9.9 函數(shù)中的異常如果異常在函數(shù)內(nèi)引發(fā)而不被處理，就會傳播至函數(shù)調(diào)用的地方。如果異常在函數(shù)調(diào)用的地方也沒有被處理，就會繼續(xù)傳

20、播，一直到達主程序。如果在主程序中也沒有做異常處理，異常就會被Python解釋器捕獲，輸出一個錯誤信息，然后退出程序。示例如下（division_fun.py）：def division_fun(x, y): return x / int(y)def exp_fun(x, y): return division_fun(x, y) * 10第22頁，共27頁。def main(x,y): exp_fun(x, y)main(2,0)在Python中，異常信息是以堆棧的形式被拋出的，因而是從下往上查看的。所謂堆棧，就是最先被發(fā)現(xiàn)的異常信息最后被輸出（就像子彈入彈夾和出彈夾一樣），也被稱為先進后出（First In Last Out，F(xiàn)ILO）。第23頁，共27頁。9.10 活學(xué)活用正常數(shù)異常數(shù)對給定的數(shù)組，數(shù)組中的前后兩個數(shù)相除，若被除數(shù)為0，則認為是異常數(shù)，需要通過自定義異常打印出異常信息，并將該異常數(shù)加入異常數(shù)組中；若被除數(shù)