Python3基础（九） 错误和异常

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本文主要介绍Python中的错误和异常，涉及到简单的异常处理、抛出异常以及清理动作。至于自定义异常类，将在介绍类与继承的时候讲到。

一、定义

常见的两种错误：语法错误 和 异常。

1、语法错误（Syntax Errors）

语法错误，也就是解析时错误。当我们写出不符合python语法的代码时，在解析时会报SyntaxError，并且会显示出错的那一行，并用小箭头指明最早探测到错误的位置。比如：

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x = input('please input an integer:')
if int(x) > 5:
    print 'hello world'

在python 3中会报语法错误：

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  File "/home/songlee/test", line 3
    print 'hello world'
                      ^
SyntaxError: invalid syntax

2、异常（Exceptions）

即使语句或表达式在语法上是正确的，但在尝试运行时也可能发生错误，运行时错误就叫做 异常（Exceptions） 。异常并不是致命的问题，因为我们可以在程序中对异常进行处理。

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>>> 10 * (1/0)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ZeroDivisionError: division by zero

>>> 2 + x*3
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'x' is not defined

>>> '2' + 2
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: Can't convert 'int' object to str implicitly

上面展示了三种exception的类型：ZeroDivisionError、NameError、TypeError ，它们都是内置异常的名称。标准异常的名字是内建的标识符 (但并不是关键字)。


二、处理异常（try…except…）

我们可以使用 try…except… 语句来处理异常。try 语句块中是要执行的语句，except 语句块中是异常处理语句。一个 try 语句可以有多条的 except 语句，用以指定不同的异常，但至多只有一个会被执行：

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try:
    x = int(input('please input an integer:'))
    if 30/x > 5:
        print('Hello World!')
except ValueError:
    print('That was no valid number. Try again...')
except ZeroDivisionError:
    print('The divisor can not be zero, Try again...')
except:
    print('Handling other exceptions...')

上面这段代码，当输入a（非数字）时，将抛出ValueError异常；当输入0时，将抛出ZeroDivisionError异常；当抛出其他类型的异常时，将执行except:后的处理语句。

如果在 try 语句执行时，出现了一个异常，该语句的剩下部分将被跳过。并且如果该异常的类型匹配到了 except 后面的异常名，那么该 except 后的语句将被执行。注意，如果 except 后面没有跟异常名，表示它匹配任何类型的异常，except:必须放在最后。

一个 except 语句可以同时包括多个异常名，但需要用括号括起来，比如：

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except (RuntimeError, TypeError, NameError):
    pass

try / except 语句可以有一个可选的 else 语句。else 语句必须要放在所有 except 语句后面，当没有异常发生的时候，else 从句将被执行：

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try:
    name = input('please input an integer:')
    f = open(name, 'r')
except IOError:
    print('Cannot open', name)
except:
    print('Unexpected errors.')
else:
    print('close the file', name)
    f.close()


三、抛出异常（raise）

raise 语句允许程序员强制地抛出一个特定的异常，例如：

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>>> raise NameError('HiThere')     # 抛出异常
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: HiThere

raise 抛出的异常必须是一个异常实例或类（派生自 Exception 的类）。


四、清理动作（finally）

try 语句有另一种可选的finally从句，用于自定义一些扫尾清理的工作。

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try:
    x = int(input('please input an integer:'))
    if x > 5:
        print('Hello World!')
except ValueError:
    print('It was not a number. Try again.')
finally:
    print('Some clean-up actions!')

与 else 从句的区别在于： else 语句只在没有异常发生的情况下执行，而 finally 语句则不管异常发生与否都会执行。准确的说，finally 语句总是在退出 try 语句前被执行，无论是正常退出、异常退出，还是通过break、continue、return退出。

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>>> def divide(x, y):
...     try:
...             result = x / y
...     except ZeroDivisionError:
...             print('error: division by zero!')
...     else:
...             print('executing else-clause,', 'result is', result)
...     finally:
...             print('executing finally-clause')
... 

>>> divide(2, 1)      # 正常退出
executing else-clause, result is 2.0
executing finally-clause

>>> divide(2, 0)      # 异常退出
error: division by zero!
executing finally-clause

>>> divide('2', '1')  # 异常退出，异常未被处理。
executing finally-clause
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<stdin>", line 3, in divide
TypeError: unsupported operand type(s) for /: 'str' and 'str'

从上面看出，finally 语句在任何情况下都被执行了。对于没有被 except 处理的异常，将在执行完 finally 后被重新抛出。

另外，有些对象预定义了标准的清理动作（clean-up actions）。当对象不再需要时，该动作将被执行，无论对其使用的操作是否成功。例如下面的文件I/O例子：

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for line in open("myfile.txt"):
    print(line, end="")

这段代码的问题在于，在此代码成功执行后，文件依然被打开着。但with语句可以让文件对象在使用后被正常的清理掉：

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with open("myfile.txt") as f:
    for line in f:
        print(line, end="")

在执行该语句后，文件 f 就会被关闭，就算是在读取时碰到了问题，文件 f 也会被关闭。像文件这样的对象，总会提供预定义的清理工作。