Python编程技巧 – 异常处理

Python Programming Skills – Exception Handling

By Jackson@ML

1. 错误发生及异常输出

面对种种编写有疏漏的程序，常常会出现错误，下面举出不同的例子，来看会出现哪些问题。
1）例如，print()语句执行时，缺少了括号，如下代码：

print "Hello, world!"
  File "<stdin>", line 1
    print "Hello, world!"
    ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
SyntaxError: Missing parentheses in call to 'print'. Did you mean print(...)?

提示Syntax Error（即：语法错误）。

通过以下的例子，可以看到其它异常。除数等于零时，被除数除以它就会报错。

 x = 5 / 0
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ZeroDivisionError: division by zero

还有一个例子：

lst = [1, 2, 3]
print(lst[3])

Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: list index out of range

仍有一个例子：

d = {'a': 'hello'}
d['b']

  Traceback (most recent call last):
       File "<stdin>", line 1, in <module>
  KeyError: 'b'

提示KeyError，即字典对象的键 ‘b’不存在，导致异常。

我们注意到相关异常的名字都有个共同点，即以Error结尾。在Python编程语言中，error和exception几乎是可以交换使用的。但是，往往错误比异常更加严重。

前述相关的例子中所有的错误类都继承自Exception。

2. 抛出异常

有了异常，就需要着手处理。做项目过程中，实际探究一下Python程序需要通知用户或调用输入不合法的函数，那该如何处理？

先来看以下这个类，用来添加偶数到列表中。

class EvenOnly (list):
    def append(self, integer):
        if not isinstance (integer, int):
            raise TypeError ("Only integers can be added to lists")
        if integer % 2:
            raise ValueError ("Only even numbers can be added to lists")
        super().append(integer)        
e = EvenOnly()
e.append("a string")

在Visual Studio Code中执行，结果如下图所示：

Python编程技巧 – 异常处理-LMLPHP

出现TypeError类型错误！，意思是只有整数能够添加，而字符串“a string”违背了这一原则，因此报错。

修改最后一个语句为：

e.append(3)

执行结果如下图所示：
Python编程技巧 – 异常处理-LMLPHP

这次出现了不一样的报错，即ValueError，属于数值错误，提示仅有偶数可以被添加；由于整数3是奇数，并不是偶数，因此报错。

3. 异常作用

像上述的例子，都属于程序抛出了异常，看起来似乎立即停止了程序运行。这是正常的流程，即抛出异常后，所有代码都不会继续被执行，而是停止，除非处理了异常。

接下来，看一个无返回值的函数，按照这个逻辑来写这个函数，其中，使用Raise抛出一个明确的异常（提醒用户发生了什么）：

def novalue_return():
    print("I am going to raise an exception")
    raise Exception("Raised Exception!")
    print("This will never execute.")
    return "No value returned."
novalue_return()

执行结果如下图所示：
Python编程技巧 – 异常处理-LMLPHP
这次，抛出了程序设定的异常，即Exception: Raised Exception! 尽管看起来不是特别详尽，但是这个异常可以自己随意设定。

如果了解到程序有可能抛出最接近的类别的异常，那么输出的异常字符串就能更好更精确地指导程序完善过程，使得代码精进成为可能。

4. 异常处理

异常发现了，也能够自行设定抛出了。那么，当遇到一个异常情况，代码应该如何应对或者从中恢复呢？我们需要恰当的异常处理方法。

使用 try…except 语句块包裹可能抛出的异常的代码，就是不错的选择。修改上述代码如下操作：

def novalue_return():
    print("I am going to raise an exception")
    raise Exception("Raised Exception!")
    print("This will never execute.")
    return "No value returned."
try:
    novalue_return()
except:
    print("An exception was caught!")
print("This will be executed after the exception")

可以看到，在原本需要直接执行的novalue_return()语句，被try … except块包裹，完成后再打印一个语句说明在异常之后执行。

执行该程序如下图所示：

Python编程技巧 – 异常处理-LMLPHP
显而易见，在程序执行中，按照我设定的步骤，由于发生了异常，则执行except块，打印输出An exception was caught!（一个异常被捕获）；最后，打印常规语句，说明在异常之后执行。

一旦捕获异常，那么就能够进行代码的善后清理，并且继续执行代码，而不受异常函数的影响。

抛出异常后，novalue_return()函数的剩余代码仍然不会执行，但是调用这个函数的代码能够恢复，并且继续执行。

本文简述了异常的基本机制，异常的出现，如何抛出以及处理异常。感谢您的阅读。

技术好文陆续推出，敬请关注。

喜欢就点赞哈！您的认可，我的动力。😊

Jackson@ML