2023學(xué)年完整公開課版調(diào)試及異常

第9章調(diào)試及異常2目錄1.調(diào)試2.

Python中的異常類3.捕獲和處理異常4.兩種處理異常的特殊方法5.

raise語句6.采用sys模塊回溯最后的異常31.調(diào)試在本節(jié)中，我們首先描述Python在發(fā)現(xiàn)語法錯誤時的處理方式，之后了解Python在發(fā)現(xiàn)未處理異常時生成的回溯信息，最后講解怎樣將科學(xué)的方法用于調(diào)試。41.調(diào)試1.1.1處理編譯時的錯誤看一個實例：File"blocks.py",line383 ifBlockOutput.save_blocks_as_svg(blocks,svg)

＾SyntaxError:invalidsyntax51.調(diào)試1.1.1處理編譯時的錯誤出現(xiàn)這樣問題的原因是我們忘記在if語句條件結(jié)尾處放置一個括號。下面給出另一個相當(dāng)常見的錯誤實例，但是從中看不出明顯的錯誤。

File"blocks.py",line385 exceptValueErroraserr:

＾SyntaxError:invalidsyntax61.調(diào)試1.1.1處理編譯時的錯誤try: blocks=parse(blocks) svg=file.replace(".blk",".svg") ifnotBlockOutput.save_blocks_as_svg(blocks,svg): print("Error:failedtosave{0}".format(svg)exceptValueErroraserr:

…71.調(diào)試1.1.2處理運行時的錯誤如果運行時發(fā)生了未處理的異常，Python就將終止執(zhí)行程序，并以堆?；厮荩═raceback，也稱為向后追蹤）的形式顯示異常發(fā)生的上下文。下面給出一個未處理異常發(fā)生時打印出的回溯信息：Traceback(mostrecentcalllast): File"blocks.py",line392,in<module> main() File"blocks.py",line381，inmain blocks=parse(blocks) File"blocks.py",line174,inrecursive_descent_parse returndata.stack[1] IndexError:listindexoutofrange（這里由于代碼太長無法給出，只是了解如何找到出錯位置。）81.調(diào)試1.1.2處理運行時的錯誤盡管回溯信息初看之下讓人困惑不解，但在理解了其結(jié)構(gòu)之后我們會發(fā)現(xiàn)它是非常有用的。在上面的實例中，回溯信息告訴了我們應(yīng)該去哪里尋找問題的根源，當(dāng)然我們必須自己想辦法去解決問題。91.調(diào)試1.1.2處理運行時的錯誤第2個例子Traceback(mostrecentcalllast): File"blocks.py",line392,in<module> main() File"blocks.py",line383,inmain ifBIockOutput.save_blocks_as_svg(blocks,svg): File"BltickOutput.py",line141，insave_blocksas_svg widths,rows=compute_widths_and_rows(cells,SCALEBl} File"BIockOutput.py",line95;incompute_widths_and_rows width=len(cell.text)//cell.columnsZeroDivisionError:integerdivisionormodulobyzero101.調(diào)試1.1.2處理運行時的錯誤這里，問題出在blocks.py程序調(diào)用的BlockOutput.py模塊中，這一回溯信息使得我們定位問題變得容易，但它并沒有說明錯誤在哪里發(fā)生。第95行BlockOutput.py模塊的compute_widths_and_rows()函數(shù)中，cell.columns的值明顯是錯誤的。不管怎么說，這是導(dǎo)致ZeroDivisionError異常的問題所在，同時我們必須查看前面的錯誤信息來了解為什么cell.columns會被賦予錯誤的值。111.調(diào)試1.2.1使用pdb調(diào)試pdb是Python自帶的一個包，為Python程序提供了一種交互的源代碼調(diào)試功能，主要特性包括設(shè)置斷點、單步調(diào)試、進(jìn)入函數(shù)調(diào)試、查看當(dāng)前代碼、查看棧片段、動態(tài)改變變量的值等。pdb提供了一些常用的調(diào)試命令，詳情如下表所示。121.調(diào)試1.2.1使用pdb調(diào)試命令解釋break或b設(shè)置斷點continue或c繼續(xù)執(zhí)行程序list或l查看當(dāng)前行的代碼段step或s進(jìn)入函數(shù)return或r執(zhí)行代碼直到從當(dāng)前函數(shù)返回exit或q終止并退出next或n執(zhí)行下一行pp打印變量的值help幫助131.調(diào)試1.2.2使用IDLE調(diào)試IDLE中提供了一個調(diào)試器，幫助開發(fā)人員來查找邏輯錯誤。下面簡單介紹IDLE的調(diào)試器的使用方法。141.調(diào)試1.2.2使用IDLE調(diào)試①先在IDLE中寫入完整源碼②

編輯保存之后，單擊“Run”→“PythonShell”，打開PythonShell窗口，在這個窗口菜單上，選擇“Debug”→“Debuger”，打開“DebugControl”窗口③接下來，在IDLE源碼窗口中單擊“Run”→“RunModule”或按F5鍵④單擊上面的“Step”按鈕，就可以看到其一步一步的執(zhí)行過程15目錄1.調(diào)試2.

Python中的異常類3.捕獲和處理異常4.兩種處理異常的特殊方法5.

raise語句6.采用sys模塊回溯最后的異常162.Python中的異常類在這一節(jié)，我們將要面對異常，這是一種可以改變程序中控制流程的程序結(jié)構(gòu)。在Python中，異常會根據(jù)錯誤自動地被觸發(fā)，也能由代碼觸發(fā)和捕獲。異常由四個相關(guān)語句進(jìn)行處理，分別為：try、except、else和finally，接下來將對它們進(jìn)行介紹。172.Python中的異常類2.1什么是異常當(dāng)Python檢測到一個錯誤時，解釋器就會指出當(dāng)前流已無法繼續(xù)執(zhí)行下去，這時候就出現(xiàn)了異常。異常是指因為程序出錯而在正?？刂屏饕酝獠扇〉男袨?。異常即是一個事件，該事件會在程序執(zhí)行過程中發(fā)生，影響了程序的正常執(zhí)行。異常處理器（try語句）會留下標(biāo)識，并可執(zhí)行一些代碼。程序前進(jìn)到某處代碼時，產(chǎn)生異常，因而會使Python立即跳到那個標(biāo)識，而放棄留下該標(biāo)識之后所調(diào)用的任何激活的函數(shù)。異常分為兩個階段：第一個階段是引起異常發(fā)生的錯誤；第二個階段是檢測并進(jìn)行處理的階段。182.Python中的異常類2.2異常的角色錯誤處理事件通知特殊情況處理終止行為非常規(guī)控制流程192.Python中的異常類2.3Python的一些內(nèi)建異常類異常類名描

述Exception所有異常的基類NameError嘗試訪問一個沒有申明的變量ZeroDivisionError除數(shù)為0SyntaxError語法錯誤IndexError索引超出序列范圍KeyError請求一個不存在的字典關(guān)鍵字IOError輸入輸出錯誤（比如你要讀的文件不存在）AttributeError嘗試訪問未知的對象屬性ValueError傳給函數(shù)的參數(shù)類型不正確EOFError發(fā)現(xiàn)一個不期望的文件尾203.捕獲和處理異常3.1try…except…語句try子句中的代碼塊放置可能出現(xiàn)異常的語句，except子句中的代碼塊處理異常：try:try塊 #被監(jiān)控的語句exceptExceptionase:except塊 #處理異常的語句下面的代碼顯示了使用try…except…語句診斷異常的過程。list=['China','America','England','France']try:print(list[4])exceptIndexErrorase:print('列表元素的下標(biāo)越界')212.Python中的異常類3.2try…except…else語句如果try范圍內(nèi)捕獲了異常，就執(zhí)行except塊；如果try范圍內(nèi)沒有捕獲異常，就執(zhí)行else塊。下面的示例修改了上小節(jié)的例子，引入循環(huán)結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)重復(fù)輸入字符串序號，直到檢測序號不越界而輸出相應(yīng)的字符串。list=['China','America','England','France']print('請輸入字符串的序號')whileTrue: n=int(input()) try: print(list[n]) exceptIndexErrorase: print('列表元素的下標(biāo)越界，請重新輸入字符串的序號') else: break222.Python中的異常類3.3帶多個except的try語句請看下面的例子：輸入兩數(shù)，求兩數(shù)相除的結(jié)果。在數(shù)值輸入時應(yīng)檢測輸入的被除數(shù)和除數(shù)是否是數(shù)值，如果輸入的是字符則視為無效。在進(jìn)行除操作時，應(yīng)檢測除數(shù)是否為零。try:x=float(input("請輸入被除數(shù)："))y=float(input("請輸入除數(shù)："))z=x/yexceptZeroDivisionErrorase1:print("除數(shù)不能為零")exceptValueErrorase2:print("被除數(shù)和除數(shù)應(yīng)為數(shù)值類型")else:print(z)232.Python中的異常類3.4捕獲所有異常BaseException是所有內(nèi)建異常的基類，通過它可以捕獲所有類型的異常，KeyboardInterrupt、SystemExit和Exception是從它直接派生出來的子類。按Ctrl+C會拋出KeyboardInterrupt類型的異常，sys模塊的sys.exit()會拋出SystemExit類型的異常。其他所有的內(nèi)建異常都是Exception的子類。243.用例實現(xiàn)3.5

finally子句下面的示例通過try…finally…語句使得無論文件打開是否正確或是readline()調(diào)用失敗，都能夠正常關(guān)閉文件。try:f=open('test.txt','r')line=f.readline()print(line)finally:f.close()253.用例實現(xiàn)3.5.1統(tǒng)一try/except/finally現(xiàn)在，我們可以在同一個try語句中混合finally、except以及else子句。也就是說，我們現(xiàn)在可以編寫下列形式的語句。try： main-actionexceptException1ase1： handler1exceptException2ase2： handler2…else: else-blockfinally: finally-block26目錄2.

Python中的異常類3.捕獲和處理異常1.調(diào)試4.兩種處理異常的特殊方法5.

raise語句6.采用sys模塊回溯最后的異常274.兩種處理異常的特殊方法4.1.1

assert語句assert（斷言）語句的語法如下。assertexpression[,reason]

當(dāng)判斷表達(dá)式expression為真時，什么都不做；如果表達(dá)式為假，則拋出異常。換句話說，如果test計算為假，Python就會引發(fā)異常：data項（如果提供的話）是異常的額外數(shù)據(jù)。就像所有異常，引發(fā)的AssertinError異常如果沒被try捕捉，就會終止程序，在此情況下數(shù)據(jù)項將作為出錯消息的一部分顯示。284.兩種處理異常的特殊方法4.1.1

assert語句以下程序段舉例說明了assert語句的用法。try:assert1==3,"1isnotequal2!"exceptAssertionErrorasreason:print("%s:%s"%(reason.__class__.__name__,reason))程序運行結(jié)果如下：

AssertionError:1isnotequal2!294.兩種處理異常的特殊方法4.1.2收集約束條件assert語句通常是用于驗證開發(fā)期間程序狀況的。顯示時，其出錯消息正文會自動包括源代碼的行消息，以及列在assert語句中的值。deff(x):assertx<0,'xmustbenegative'returnx**2$python>>>importasserter>>>asserter.f(1)Traceback(mostrecentcalllast):File"<stdin>",line1,in<module>File"asserter.py",line2,inf assertx<0,'xmustbenegative'AssertionError:xmustbenegative304.兩種處理異常的特殊方法4.2

with…as語句基本使用with…as語句的目的在于從流程圖中把try、except、finally關(guān)鍵字和資源分配釋放相關(guān)代碼全部去掉，而不是像try…except…finally那樣僅僅簡化代碼使之易于使用。with語句的語法如下。

withcontext_expr[asvar]: with-block

在這里context_expr要返回一個對象。如果選用的as子句存在，此對象也返回一個值，賦值給變量名var。314.兩種處理異常的特殊方法4.2

with…as語句2．with…as語句示例假設(shè)在D盤根目錄下有一個test.txt文件，該文件里面的內(nèi)容如下。Howareyou?Fine,thankyou.執(zhí)行以下程序段，觀察運行結(jié)果，體會with語句的作用。程序代碼如下。#Exp9_6.pywithopen('d:\\test.txt')asf: forlineinf: print(line)

程序運行結(jié)果如下：

Howareyou? Fine,thankyou.32目錄1.調(diào)試2.

Python中的異常類3.捕獲和處理異常4.兩種處理異常的特殊方法5.

raise語句6.采用sys模塊回溯最后的異常335.

raise語句classShortInputException(Exception):#自定義的異常類。 def__init__(self,length,atleast): Exception.__init__(self) self.length=length self.atleast=atleasttry: s=input('請輸入-->') iflen(s)<3: raiseShortInputException(len(s),3)exceptEOFError: print('你輸入了一個結(jié)束標(biāo)記EOF')#Ctrl+dexceptShortInputExceptionasx: print('ShortInputException：輸入的長度是%d，長度至少應(yīng)是%d'%(x.length,x.atleast))else: print('沒有異常發(fā)生。')345.

raise語句5.1

raise語句程序運行結(jié)果如下：

請輸入-->你輸入了一個結(jié)束標(biāo)記EOF請輸入-->dfShortInputException：輸入的長度是2，長度至少應(yīng)是3請輸入-->sdfadfd沒有異常發(fā)生。355.

raise語句5.2

raise…from語句Python3.0（而不是2.6）也允許raise語句擁有一個可選的from子句。

raiseexceptionfromotherexception

當(dāng)使用from的時候，第二個表達(dá)式指定了另一個異常類或?qū)嵗?，它會附加到引發(fā)異常的__cause__屬性。如果引發(fā)的異常沒有捕獲，Python把異常也作為標(biāo)準(zhǔn)出錯消息的一部分打印出來：365.

raise語句5.2

raise…from語句try: 1/0exceptExceptionasE: raiseTypeError('Bad')fromE

結(jié)果如下。

Tracback(mostrecentcalllast): file"<stdin>",line2,in<module>ZeroDivisionError:intdivis