09 零基礎入門學習Python 第9章 異常處理

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第9章　異常處理

9.1　你不可能總是對的

因為我們是人，不是神，所以我們經常會犯錯。當然程式師也不例外，就算是經驗豐富的碼農，也不能保證寫出來的代碼百分之百沒有任何問題（要不哪來那麼多0Day漏洞）。另外，作為一個合格的程式師，在程式設計的時候一定要意識到一點，就是永遠不要相信你的用戶。要把他們想像成熊孩子，把他們想像成駭客，這樣你寫出來的程式自然會更加安全和穩定。

那麼既然程式總會出問題，我們就應該學會用適當的方法去解決問題。程式出現邏輯錯誤或者使用者輸入不合法都會引發異常，但這些異常並不是致命的，不會導致程式崩潰死掉。可以利用Python提供的異常處理機制，在異常出現的時候及時捕獲，並從內部自我消化掉。

那麼什麼是異常呢？舉個例子：

這裡當然假設用戶的輸入是正確的，但只要用戶輸入一個不存在的檔案名，那麼上面的代碼就不堪一擊：

上面的例子就拋出了一個FileNotFoundError異常，那Python通常還可能拋出哪些異常呢？這裡給大家做個總結，今後遇到這樣的異常時就不會感覺到陌生了。

1．AssertionError：斷言語句（assert）失敗

大家還記得斷言語句吧？在關於分支和迴圈的章節裡講過。當assert這個關鍵字後邊的條件為假的時候，程式將停止並拋出AssertionError異常。assert語句一般是在測試程式的時候用於在代碼中置入檢查點：

2．AttributeError：嘗試訪問未知的物件屬性

當試圖訪問的物件屬性不存在時拋出的異常：

3．IndexError：索引超出序列的範圍

在使用序列的時候就常常會遇到IndexError異常，原因是索引超出序列範圍的內容：

4．KeyError：字典中查找一個不存在的關鍵字

當試圖在字典中查找一個不存在的關鍵字時就會引發KeyError異常，因此建議使用dict.get()方法：

5．NameError：嘗試訪問一個不存在的變數

當嘗試訪問一個不存在的變數時，Python會拋出NameError異常：

6．OSError：作業系統產生的異常

OSError顧名思義就是作業系統產生的異常，像打開一個不存在的檔會引發FileNotFoundError，而這個FileNotFoundError就是OSError的子類。例子上面已經演示過，這裡就不再重複。

7．SyntaxError：Python的語法錯誤

如果遇到SyntaxError是Python的語法錯誤，這時Python的代碼並不能繼續執行，你應該先找到並改正錯誤：

8．TypeError：不同類型間的無效操作

有些類型不同是不能相互進行計算的，否則會拋出TypeError異常：

9．ZeroDivisionError：除數為零

地球人都知道除數不能為零，所以除以零就會引發ZeroDivisionError異常：

好了，知道程式拋出異常就說明這個程式有問題，但問題並不致命，所以可以通過捕獲這些異常，並糾正這些錯誤就行。那應該如何捕獲和處理異常呢？

異常捕獲可以使用try語句來實現，任何出現在try語句範圍內的異常都會被及時捕獲到。try語句有兩種實現形式：一種是try-except，另一種是try-finally。

9.2　try-except語句

try-except語句格式如下：

try: 檢測範圍 except Exception[as reason]: 出現異常(Exception)後的處理代碼

try-except語句用於檢測和處理異常，舉個例子來說明這一切是如何工作的：

# p9_2.py f = open('我為什麼是一個文檔.txt') print(f.read()) f.close()

以上代碼在“我為什麼是一個文檔.txt”這個文檔不存在的時候，Python就會報錯說文件不存在：

顯然這樣的用戶體驗不好，因此可以這麼修改：

# p9_3.py try: f = open('我為什麼是一個文檔.txt)' print(f.read()) f.close() except OSError: print('檔打開的過程中出錯啦T_T)'

上面的例子由於使用了大家習慣的語言來表述錯誤資訊，使用者體驗當然會好很多：

但是從程式師的角度來看，導致OSError異常的原因有很多（例如FileExistsError、FileNotFoundError、PermissionError等等），所以可能會更在意錯誤的具體內容，這裡可以使用as把具體的錯誤資訊給列印出來：

except OSError as reason: print('檔出錯啦T_T\n錯誤原因是:' + str(reason))

9.2.1　針對不同異常設置多個except

一個try語句還可以和多個except語句搭配，分別對感興趣的異常進行檢測處理：

#p9_4.py try: sum = 1 + '1' f = open('我是一個不存在的文檔.txt)' print(f.read()) f.close() except OSError as reason: print('檔出錯啦T_T\n錯誤原因是:' + str(reason)) except TypeError as reason: print('類型出錯啦T_T\n錯誤原因是:' + str(reason))

9.2.2　對多個異常統一處理

except後邊還可以跟多個異常，然後對這些異常進行統一的處理：

#p9_5.py try: int('abc') sum + 1 + '1' f = open('我是一個不存在的文檔.txt)' print(f.read()) f.close() except (OSError, TypeError): print('出錯啦T_T\n錯誤原因是:' + str(reason))

9.2.3　捕獲所有異常

如果你無法確定要對哪一類異常進行處理，只是希望在try語句塊裡一旦出現任何異常，可以給用戶一個“看得懂”的提醒，那麼可以這麼做：

… except: print('出錯啦~)' …

不過通常不建議你這麼做，因為它會隱藏所有程式師未想到並且未做好處理準備的錯誤，例如當使用者輸入Ctrl+C試圖終止程式，卻被解釋為KeyboardInterrupt異常。另外要注意的是，try語句檢測範圍內一旦出現異常，剩下的語句將不會被執行。

9.3　try-finally語句

如果“我是一個不存在的文檔”確實存在，open()函數正常返回檔物件，但異常卻發生在成功打開檔後的sum=1+'1'語句上。此時Python將直接跳到except語句，也就是說，檔打開了，但並沒有執行關閉檔的命令：

#p9_6.py try: f = open('我是一個不存在的文檔.txt)' print(f.read()) sum = 1 + '1' f.close() except: print('出錯啦')

為了實現像這種“就算出現異常，但也不得不執行的收尾工作（比如在程式崩潰前保存使用者文檔）”，引入了finally來擴展try：

#p9_7.py try: f = open('我是一個不存在的文檔.txt)' print(f.read()) sum = 1 + '1' except: print('出錯啦') finally: f.close()

如果try語句塊中沒有出現任何執行階段錯誤，會跳過except語句塊執行finally語句塊的內容。如果出現異常，則會先執行except語句塊的內容再執行finally語句塊的內容。總之，finally語句塊中的內容就是確保無論如何都將被執行的內容。

9.4　raise語句

有讀者可能會問，我的代碼能不能自己拋出一個異常呢？答案是可以的，你可以使用raise語句拋出一個異常：

拋出的異常還可以帶參數，表示異常的解釋：

9.5　豐富的else語句

有讀者可能會說，else語句還有啥好講的？經常跟if語句進行搭配用於條件判斷嘛。沒錯，對於大多數程式設計語言來說，else語句都只能跟if語句搭配。但在Python裡，else語句的功能更加豐富。

在Python中，else語句不僅能跟if語句搭，構成“要麼怎樣，要麼不怎樣”的句式；它還能跟迴圈語句（for語句或者while語句），構成“幹完了能怎樣，幹不完就別想怎樣”的句式；其實else語句還能夠跟剛剛講的異常處理進行搭配，構成“沒有問題？那就幹吧”的句式，下邊逐個給大家解釋。

1．要麼怎樣，要麼不怎樣

典型的if-else搭配：

if條件: 條件為真執行 else: 條件為假執行

2．幹完了能怎樣，幹不完就別想怎樣

else可以跟for和while迴圈語句配合使用，但else語句塊只在迴圈完成後執行，也就是說，如果迴圈中間使用break語句跳出迴圈，那麼else裡邊的內容就不會被執行了。舉個例子：

這個小程式主要是求使用者輸入的數的最大約數，如果是素數的話就順便提醒“這是一個素數”。注意要使用地板除法（count=num//2）哦，否則結果會出錯。使用暴力的方法一個個嘗試（num%count==0），如果符合條件則列印出最大的約數，並break，同時不會執行else語句塊的內容了。但如果一直沒有遇到合適的條件，則會執行else語句塊內容。

for語句的用法跟while一樣，這裡就不重複舉例了。

3．沒有問題？那就幹吧

else語句還能跟剛剛學的異常處理進行搭配，實現跟與迴圈語句搭配差不多：只要try語句塊裡沒有出現任何異常，那麼就會執行else語句塊裡的內容啦。舉個例子：

#p9_9.py try: int('abc') except ValueError as reason: print('出錯啦:' + str(reason)) else: print('沒有任何異常!)'

9.6　簡潔的with語句

有讀者可能覺著打開檔又要關閉檔，還要關注異常處理有點煩人，所以Python提供了一個with語句，利用這個語句抽象出檔操作中頻繁使用的try/except/finally相關的細節。對檔操作使用with語句，將大大減少代碼量，而且你再也不用擔心出現檔打開了忘記關閉的問題了（with會自動幫你關閉文件）。舉個例子：

#p9_10.py try: f = open('data.txt', 'w)' for each_line in f: print(each_line) except OSError as reason: print('出錯啦:' + str(reason)) finally: f.close()

使用with語句，可以改成這樣：

#p9_11.py try: with open('data.txt', 'w')as f: for each_line in f: print(each_line) except OSError as reason: print('出錯啦:' + str(reason))

是不是很方便呢？有了with語句，就再也不用擔心忘記關閉檔了。