学Python了还不会异常处理吗?这一篇让你彻底掌握它

你不可能总是对的

因为我们是人,不是神,所以经常会犯错误。当然程序员也不例外,就算是经验丰富的码农,也不能保证写出来的代码百分之百没有任何问题(要不哪来的那么多的漏洞)。

另外,作为一名合格的程序猿,在编程的时候一定要意识到一点,那就是永远不要相信你的用户。要把它们想象成熊孩子,把它们想象成黑客,这样写出来的程序自然会更加的安全和稳定。

那么既然程序总会出错出问题,就应该学会用适当的方法去解决问题。
程序出现逻辑错误或者用户输入不合法都会引发异常,但这些一场不是致命的,不会导致程序坏死。可以利用Python提供的异常处理机制,在异常出现的时候及时捕获,并从内部消化掉。

那么接下来就是正确学习Python的姿势了

那什么是异常呢?我们先来了解下,如果你编写了一个异常代码,运行后,会出现异常,代码会停止,并显示出一个 Traceback ,这其中就包含了有关异常的报告,举个例子:

#example1.py
file_name = '不存在的文件.txt'
f = open(file_name, 'r')
print('输出文件内容:')

for line in f:
    print(line)

这里是打开一个不存在的文件,那么这就会使代码出现异常:

Traceback (most recent call last):
  File "E:/PycharmProjects/untitled2/abnormal/example1.py", line 2, in <module>
    f = open(file_name, 'r')
FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: '随便来个文件.txt'

上面的例子就抛出了一个FileNotFoundError异常。
当然了Python不可能只抛出这么一个异常,
那Python通常会抛出那些异常呢?这里我先一一列举出来,做个总结,让大家先有个认识,这样今后遇见这样的异常时就不会感到陌生了。

常见异常总结

1. FileNotFoundError:找不到文件异常

使用文件时,一种常见的问题是找不到文件:你要查找的文件可能在其他什么地方,文件名可能不正确或者这个文件根本不存在。
上面已举例,这里我就不再举例了。

2. AssertionError:断言语句(assert)失败

当 assert 这个我关键字后面的条件为假时,程序将停止并抛出 AssertionError 异常。assert 语句一般是在测试程序的时候用于在代码中置入检查点:

#example2
my_list = ['example2']
assert len(my_list) > 0

my_list.pop()
assert len(my_list) > 0

异常:

Traceback (most recent call last):
  File "E:/PycharmProjects/untitled2/abnormal/example.py", line 5, in <module>
    assert len(my_list) > 0
AssertionError

3. AttributeError:尝试访问未知的对象属性

当试图访问的对象属性不存在时抛出 AttributeError 异常:

#example3
my_list = []
my_list.example3

异常:

Traceback (most recent call last):
  File "E:/PycharmProjects/untitled2/abnormal/example.py", line 2, in <module>
    my_list.example3
AttributeError: 'list' object has no attribute 'example3'

4. IndexError:索引超出序列范围

在使用序列的时候就常常会遇到 IndexError 异常,原因是索引超出序列范围的内容:

#example4
my_list = [1,2,3]
x = my_list[3]
print(x)

异常:

Traceback (most recent call last):
  File "E:/PycharmProjects/untitled2/abnormal/example.py", line 2, in <module>
    x = my_list[3]
IndexError: list index out of range

5. KeyError:字典中查找一个不存在的关键字

当试图在字典中查找一个不存在的关键字时就会引发 KeyError 异常,因此建议使用 dict.get()方法:

# example5
my_dist = {'one':1, 'two':2, 'three':3}
x = my_dist['one']
print(x)
y = my_dist['four']
print(y)

异常:

1
Traceback (most recent call last):
  File "E:/PycharmProjects/untitled2/abnormal/example.py", line 4, in <module>
    y = my_dist['four']
KeyError: 'four'

6. NameError:尝试访问一个不存在的变量

当尝试访问一个不存在的变量时,Python会抛出 NameError 异常:

#example6
example6

异常:

Traceback (most recent call last):
  File "E:/PycharmProjects/untitled2/abnormal/example.py", line 1, in <module>
    example6
NameError: name 'example6' is not defined

7. OSError:操作系统产生的异常

OSError ,顾名思义就是操作系统产生的异常,就像打开一个不存在的文件就会引发 FileNotFindError ,而这个 FileNotFindError 就是 OSError 的子类。
例子在上面已演示过了,这里就不再重说了。

8. SyntaxError:Python 的语法错误

如果遇到 SyntaxError 是 Python 的语法错误,这时 Python 的代码并不能继续执行,应该先找到并改正错误:

#example8
print 'I am example8'

异常:

File "E:/PycharmProjects/untitled2/abnormal/example.py", line 1
    print 'I am example8'
                        ^
SyntaxError: Missing parentheses in call to 'print'. Did you mean print('I am example8')?

9. TypeError:不同类型间的无效操作

类型不同的对象是不能互相进行计算的,否则会抛出 TypeError 异常:

#example9
x = 1 + '1'
print(x)

异常:

Traceback (most recent call last):
  File "E:/PycharmProjects/untitled2/abnormal/example.py", line 1, in <module>
    x = 1 + '1'
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'

10. ZeroDivisionError:除数为零

地球人都知道除数不为零,所以除以零就会引发 ZeroDivisionError 异常:

#example10
x = 365 / 0
print(x)

异常:

Traceback (most recent call last):
  File "E:/PycharmProjects/untitled2/abnormal/example.py", line 1, in <module>
    x = 365 / 0
ZeroDivisionError: division by zero

现在我们已经讲完常见的异常类型了,那接下来就是进入正题,该如何处理异常了

一、 try—except 语句

1. 语法结构:
try:
	检测内容
except Exception [as reason]:
	出现异常(Exception)后的处理代码
2. 简单举个例子:
#example
f = open('不存在的文档.txt')
print(f.read())
f.close()

当上面的例子中’不存在的文档.txt‘,这个文档不存在时,Python就会报错出现异常:

Traceback (most recent call last):
  File "E:/PycharmProjects/untitled2/abnormal/example.py", line 1, in <module>
    f = open('不存在的文档.txt')
FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: '不存在的文档.txt'

这时为了解决异常问题,我们可以这么修改代码:

try:
    f = open('不存在的文档.txt')
    print(f.read())
    f.close()
except OSError:
    print('文件打开的时候出错啦T_T')

运行一下试试:

文件打开的时候出错啦T_T

注:这里我之所以用 OSError 而没用 FileNotFindError 是因为导致 OSError 异常的原因有很多(如 FileNotFindError,FileExistsError,PermissionError 等)
当然了,如果你更在意出错的具体内容,这里可以用 as 把具体的错误信息给打印出来:

try:
    f = open('不存在的文档.txt')
    print(f.read())
    f.close()
except OSError as reason:
    print('文件打开的时候出错啦T_T\n 错误原因是:' + str(reason))

运行后,结果为:

文件打开的时候出错啦T_T
 错误原因是:[Errno 2] No such file or directory: '不存在的文档.txt'
3. 针对不同异常设置多个 except

一个 try 语句可以和多个 except 语句搭配(缺点是它只会返回第一个发现的异常)

#example
try:
    x = 1 + '1'
    f = open('不存在的文档.txt')
    print(f.read())
    f.close()
except OSError as reason:
    print('文件打开的时候出错啦T_T\n 错误原因是:' + str(reason))
except TypeError as reason:
    print('类型出错啦T_T\n 错误原因是:' + str(reason))

运行后,结果为:

类型出错啦T_T
 错误原因是:unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'
4. 对多个异常统一处理

except 后面还可以跟着多个异常,然后对这些异常进行统一的处理(同样缺点是它只会返回第一个发现的异常)

try:
    int('abc')
    x = 1 + '1'
    f = open('不存在的文档.txt')
    print(f.read())
    f.close()
except (OSError, TypeError, ValueError) as reason:
    print('出错啦T_T\n 错误原因是:' + str(reason))

运行后,结果为:

出错啦T_T
 错误原因是:invalid literal for int() with base 10: 'abc'
5. 捕获所有异常

如果你无法判断要对哪一类型的异常进行处理,只是希望在 try 语句中一旦出现异常,可以返回一个看得懂的异常错误提醒,那么可以这么做:

try:
    int('abc')
    x = 1 + '1'
    f = open('不存在的文档.txt')
    print(f.read())
    f.close()
except:
    print('出错啦T_T')

运行后,结果为:

出错啦T_T

注: 不过通常不建议这么做,因为它会隐藏所有程序未想到并且未做好处理准备的错误。

二、 try—finally 语句

如果确定存在一个名为 ’不存在的文档.txt‘ 的文件,open() 函数正常返回文件对象,但异常却发生在成功打开文件后的 x = 1 + ’1‘ 语句上。此时 Python 将直接跳到 except 语句上,也就是说,文件打开了,但关闭文件的命令却被跳过了,导致没有关闭文件。

try:
    f = open('不存在的文档.txt')
    print(f.read())
    x = 1 + '1'
    f.close()
except:
    print('出错啦T_T')

因此出现了,为了实现像这种”就算出现异常,但也并不的不执行的收尾工作(如在程序崩溃前保存用户文档)“,引入了 finally 来扩展 try:

try:
    f = open('不存在的文档.txt')
    print(f.read())
    x = 1 + '1'
except:
    print('出错啦T_T')
finally:
    f.close()

注:如果 try 语句块中没有出现任何异常,会跳过 except 语句块执行 finally 语句块的内容。如果出现了异常,则会先执行 except 语句块的内容再执行 finally 语句块的内容。总之,finally 语句块中的内容就是确保无论如何都将被执行的内容。

三、 try—except 扩展 (出现异常时一声不吭)

如果我们想在出现异常时,当作什么也没发生,不做任何处理,可以使用 pass 语句来实现。

try:
    f = open('不存在的文档.txt')
    print(f.read())
except:
    pass

运行后,结果为:


Process finished with exit code 0

四、 else 语句搭配

else 语句还能与异常处理进行搭配,实现方法与循环语句搭配差不多:只要 try 语句块里没有出现任何异常,那么就会执行 else 语句块里的内容。

try:
    int(4.5)
except ValueError as reason:
    print('出错啦T_T: '+ str(reason))
else:
    print('没有任何异常!')

运行后,结果为:

没有任何异常!

Process finished with exit code 0

五、 简洁的 with 语句

你们在玩文件的时候可能都见过 with 语句 ,但是你们都理解为什么要带着它吗?

你们可能觉得,既要打开文件又要关闭文件,还要关注异常处理,有点麻烦,所以 Python 提供了一个 with 语句,利用这个语句抽象出文件操作中频繁使用的 try/except/finally 相关的细节。对文件操作使用 with 语句,将大大减少代码量,而且再也不用担心出现文件打开了忘记关闭的问题了 ( with 会自动帮助关闭文件)。
举例:

try:
    f = open('不存在的文档.txt', 'w')
    print(f.read())
except OSError as reason:
    print('出错啦T_T: ' + str(reason))
finally:
    f.close()

使用 with 语句 ,可以改成以下这样:

try:
    with open('不存在的文档.txt', 'w') as f:
        print(f.read())
except OSError as reason:
    print('出错啦T_T: ' + str(reason))

是不是觉得很方便呢,有了 with 语句,就在也不用担心忘记关闭文件了。


到此,如果你能细心读完的话,我相信你对异常处理已经可以掌握的差不多了

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