【Python】解析Python中的异常操作

目录结构：

contents structure [-]

1. try,except,else,finally块
1. 异常处理
2. 使用except而不带任何异常类型
3. 使用except而带多种异常类型
4. try-finally 语句
2. 内置的异常类
3. 自定义异常类
4. 如何抛出异常
5. 设置断言语句

python中的异常分为运行时异常和语法异常，运行时异常发生在程序运行阶段，而语法异常发生在解释器检查阶段。该文章接下来所提到的异常都是运行时异常。

1.try,except,else,finally块

下面是python中与异常相关的关键字

关键字	关键字说明
try/except	捕获异常说明
else	如果try没有捕获到异常，则执行else的语句
finally	无论是否出现异常，都执行代码

下面将逐步讲解这些关键字的使用。

1.1 异常处理

捕捉异常可以使用try/except语句。

try/except语句用来检测try语句块中的错误，从而让except语句捕获异常信息并处理。

如果你不想在异常发生时结束你的程序，只需在try里捕获它。

打开一个文件，在该文件中的内容写入内容

try:
    fh = open("testfile", "w")
    fh.write("这是一个测试文件，用于测试异常!!")
except IOError:
    print "Error: 没有找到文件或读取文件失败"
else:
    print "内容写入文件成功"
finally:
    fh.close()

1.2 使用except而不带任何异常类型

你可以不带任何异常类型使用except，如下实例：

try:
    正常的操作
   ......................
except:
    发生异常，执行这块代码
   ......................
else:
    如果没有异常执行这块代码

以上方式try-except语句捕获所有发生的异常。我们可以使用sys.exc_info()自己捕获异常详细信息，exc_info()的返回值是一个包含三个元素的Tuple(元组)数据类型。格式为(type, value, traceback)，其中type是被捕获异常的类型（BaseException的派生类），value是异常实例（异常类型的实例），traceback是一个traceback对象（包含了异常抛出后的方法调用栈信息）

例如：

import traceback
import sys
try:
     raise ValueError('this is a exp')
except:
    ex_type, ex_val, ex_stack = sys.exc_info()
    print(ex_type)
    print(ex_val)
    for stack in traceback.extract_tb(ex_stack):
        print(stack)

1.3 使用except而带多种异常类型

try:
    正常的操作
   ......................
except(Exception1[, Exception2[,...ExceptionN]]]):
   发生以上多个异常中的一个，执行这块代码
   ......................
else:
    如果没有异常执行这块代码

案例：

try:
    f1 = open("testfile.txt", "w+")
    f1.read()
    a = 1 / 0
except (IOError,ZeroDivisionError) as ercode:
    print("发生错误了,错误代码为：" + str(ercode))
else:
    print("内容写入文件成功")
    f1.close() 

1.4 try-finally 语句

try-finally 语句无论是否发生异常都将执行最后的代码。

try:
<语句>
finally:
<语句>    #退出try时总会执行
raise

下面案例从代码上保证了程序的健壮性：

try:
    fh = open("testfile", "w")
    try:
        fh.write("这是一个测试文件，用于测试异常!!")
    finally:
        print "关闭文件"
        fh.close()
except IOError:
    print "Error: 没有找到文件或读取文件失败"

2.内置的异常类

下面的表列举了部分标准的python异常

异常名称	描述
AssertionError	断言语句（assert）失败
AttributeError	尝试访问未知的对象属性
EOFError	用户输入文件末尾标志EOF（Ctrl+d）
FloatingPointError	浮点计算错误
GeneratorExit	generator.close()方法被调用的时候
ImportError	导入模块失败的时候
IndexError	索引超出序列的范围
KeyError	字典中查找一个不存在的关键字
KeyboardInterrupt	用户输入中断键（Ctrl+c）
MemoryError	内存溢出（可通过删除对象释放内存）
NameError	尝试访问一个不存在的变量
NotImplementedError	尚未实现的方法
OSError	操作系统产生的异常（例如打开一个不存在的文件）
OverflowError	数值运算超出最大限制
ReferenceError	弱引用（weak reference）试图访问一个已经被垃圾回收机制回收了的对象
RuntimeError	一般的运行时错误
StopIteration	迭代器没有更多的值
SyntaxError	Python的语法错误
IndentationError	缩进错误
TabError	Tab和空格混合使用
SystemError	Python编译器系统错误
SystemExit	Python编译器进程被关闭
TypeError	不同类型间的无效操作
UnboundLocalError	访问一个未初始化的本地变量（NameError的子类）
UnicodeError	Unicode相关的错误（ValueError的子类）
UnicodeEncodeError	Unicode编码时的错误（UnicodeError的子类）
UnicodeDecodeError	Unicode解码时的错误（UnicodeError的子类）
UnicodeTranslateError	Unicode转换时的错误（UnicodeError的子类）
ValueError	传入无效的参数
ZeroDivisionError	除数为零

python异常类的层次结构

BaseException
+-- SystemExit
+-- KeyboardInterrupt
+-- GeneratorExit
+-- Exception
      +-- StopIteration
      +-- ArithmeticError
      |    +-- FloatingPointError
      |    +-- OverflowError
      |    +-- ZeroDivisionError
      +-- AssertionError
      +-- AttributeError
      +-- BufferError
      +-- EOFError
      +-- ImportError
      +-- LookupError
      |    +-- IndexError
      |    +-- KeyError
      +-- MemoryError
      +-- NameError
      |    +-- UnboundLocalError
      +-- OSError
      |    +-- BlockingIOError
      |    +-- ChildProcessError
      |    +-- ConnectionError
      |    |    +-- BrokenPipeError
      |    |    +-- ConnectionAbortedError
      |    |    +-- ConnectionRefusedError
      |    |    +-- ConnectionResetError
      |    +-- FileExistsError
      |    +-- FileNotFoundError
      |    +-- InterruptedError
      |    +-- IsADirectoryError
      |    +-- NotADirectoryError
      |    +-- PermissionError
      |    +-- ProcessLookupError
      |    +-- TimeoutError
      +-- ReferenceError
      +-- RuntimeError
      |    +-- NotImplementedError
      +-- SyntaxError
      |    +-- IndentationError
      |         +-- TabError
      +-- SystemError
      +-- TypeError
      +-- ValueError
      |    +-- UnicodeError
      |         +-- UnicodeDecodeError
      |         +-- UnicodeEncodeError
      |         +-- UnicodeTranslateError
      +-- Warning
           +-- DeprecationWarning
           +-- PendingDeprecationWarning
           +-- RuntimeWarning
           +-- SyntaxWarning
           +-- UserWarning
           +-- FutureWarning
           +-- ImportWarning
           +-- UnicodeWarning
           +-- BytesWarning
           +-- ResourceWarning

3.自定义异常类

下面的这张图片是python中的异常继承树

python的异常有个大基类BaseException。然后继承的是Exception。所以我们自定义类也必须继承Exception。

#最简单的自定义异常
class FError(Exception):
    pass

抛出异常、用try-except抛出

try:
    raise FError("自定义异常")
except FError as e:
    print(e)

下面的异常类模板比较常见

class CustomError(Exception):
    def __init__(self,ErrorInfo):
        super().__init__(self) #初始化父类
        self.errorinfo=ErrorInfo
    def __str__(self):
        return self.errorinfo

if __name__ == '__main__':
    try:
        raise CustomError('客户异常')
    except CustomError as e:
        print(e)

4.如何抛出异常

当程序出现错误，python会自动引发异常，也可以通过raise显示地引发异常。一旦执行了raise语句，raise后面的语句将不能执行。
 我们可以使用raise语句自己触发异常

raise语法格式如下：

raise [Exception [, args [, traceback]]]

语句中 Exception 是异常的类型（例如，NameError）参数标准异常中任一种，args 是自已提供的异常参数。

最后一个参数是可选的（在实践中很少使用），如果存在，是跟踪异常对象。
实例

一个异常可以是一个字符串，类或对象。 Python的内核提供的异常，大多数都是实例化的类，这是一个类的实例的参数。

定义一个异常非常简单，如下所示：

def functionName( level ):
    if level < 1:
        raise Exception("Invalid level!", level)
        # 触发异常后，后面的代码就不会再执行

注意：为了能够捕获异常，"except"语句必须有用相同的异常来抛出类对象或者字符串。

例如我们捕获以上异常，"except"语句如下所示：

try:
    正常逻辑
except Exception,err:
    触发自定义异常
else:
    其余代码

实例：

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
# 定义函数
def mye( level ):
    if level < 1:
        raise Exception,"Invalid level!"
        # 触发异常后，后面的代码就不会再执行
try:
    mye(0)            # 触发异常
except Exception,err:
    print 1,err
else:
    print 2

执行以上代码，输出结果为：

$ python test.py
1 Invalid level!

python3.6以后 改为

def mye( level ):
    if level < 1:
        raise Exception("Invalid level!")
        # 触发异常后，后面的代码就不会再执行
try:
    mye(0)            # 触发异常
except Exception as err:
    print(1,err)
else:
    print(2)

5.设置断言语句

python支持assert语句，assert的用法如下：

assert condition

如果condition为false，那么raise一个AssertionError出来。逻辑上等同于：

if not condition:
    raise AssertionError()

也可以为assert添加异常参数

assert expression [, arguments]
assert 表达式 [, 参数]

案例：

import sys
assert ('linux' in sys.platform), "This code runs on Linux only."

参考文章：
https://www.runoob.com/python/python-exceptions.html
https://blog.csdn.net/qq_39247153/article/details/81082313

https://www.geeksforgeeks.org/python-set-5-exception-handling/