Python异常处理详解

前言

异常即是一个事件，该事件会在程序执行过程中发生，影响了程序的正常执行。一般情况下，在python无法正常处理程序时就会发生一个异常。异常是python对象，表示一个错误。当python脚本发生异常时我们需要捕获处理它，否则程序会终止执行。总的来说，编写程序时遇到的错误可大致分为 2 类，分别为语法错误和运行时错误。在 Python 中，把这种运行时产生错误的情况叫做异常（Exceptions），常见的几种异常情况如下：

1. 语法错误

语法错误，即解析代码时出现的错误。当代码不符合 Python 语法规则时，Python解释器在解析时就会报出 SyntaxError 语法错误，与此同时还会明确指出最早探测到错误的语句。

2. 运行时错误

运行时错误，即程序在语法上都是正确的，但在运行时发生了错误。

示例：a = 1/0

上面这句代码的意思是“用 1 除以 0，并赋值给 a 。因为 0 作除数是没有意义的，所以运行后会产生运行时错误。

在 Python 中，把这种运行时产生错误的情况叫做异常（Exceptions），常见的几种异常情况如下。

一、Python异常处理

当发生异常时，我们就需要对异常进行捕获，然后进行相应的处理。python的异常捕获常用try...except...结构，把可能发生错误的语句放在try模块里，用except来处理异常，每一个try，都必须至少对应一个except。 基本语法结构如下所示：

try:

...

except

...

1.不确定异常类型时

不确定异常类型时，可用万能异常捕获：Exception

try:
    ipt = int(input("请输入数字："))
except Exception:
    print(Exception) 

2.指定异常类型

当确定异常类型时，可以指定异常类型，例如：FileNotFoundError

try:    
    f = open("a.txt")    
    f.read()
except FileNotFoundError as e:    
    print(e)

3.捕获多个异常

当可能存在多个异常时，既可以定义多个except来捕获多个异常，也可以在一个except中声明多个异常

# try...except...except...定义多个except捕获多个异常
try:    
    a = [1, 2]    
    print(a[3])
except IOError as e:  # 由于try中的内容不属于IOError，所以会跳过这个异常，进入下一个异常进行判断    
    print("读写异常：",e)    
except IndexError as e:    
    print("列表越界异常:",e)  # 数组越界异常:list index out of range# try...except(IOError,ValueError)...一个except中声明多个异常

或者

try:    
    a = [1, 2]    
    print(a.index(3))
except (IOError, ValueError) as e:    
    print("读写异常或结果异常:",e)  # 读写异常或结果异常:3 is not in list

?二、try except else详解

在原本的try except结构的基础上，Python 异常处理机制还提供了一个 else 块，也就是原有 try except 语句的基础上再添加一个 else 块，即try except else结构。 使用 else 包裹的代码，只有当 try 块没有捕获到任何异常时，才会得到执行；反之，如果 try 块捕获到异常，即调用对应的 except 来处理异常，else 块中的代码也不会得到执行。

try:    
    age = 18    
    print(age)
except ValueError as e:    
    print(e)
else:  # 只有当try中定义的语句无异常时，才会走到else分支    
    print("无异常")  # 打印结果：无异常

三、try except finally：资源回收

Python 异常处理机制还提供了一个 finally 语句，通常用来为 try 块中的程序做扫尾清理工作。在整个异常处理机制中，finally 语句的功能是：无论 try 块是否发生异常，最终都要进入 finally 语句，并执行其 中的代码块。

# try...except...finally...异常捕获
try:    
    f = open('read1.txt')
except FileNotFoundError as e:    print(e)  # [Errno 2] No such file or directory: 'read1.txt'
else:    
    print("文件读写正常")
finally:  # 无论程序是否有异常，都会走到finally分支    
    print("over")  # over

?四、raise主动触发异常

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。 raise 语句的基本语法格式为：

raise [exceptionName [(reason)]]

raise 语句有三种常用的用法：

• raise：单独一个 raise。该语句引发当前上下文中捕获的异常(比如在except块中)，或默认引发RuntimeError 异常。
• raise 异常类名称：raise 后带一个异常类名称，表示引发执行类型的异常。
• raise 异常类名称(描述信息)：在引发指定类型的异常的同时，附带异常的描述信息。

try:    
    num = input("请输入一个数字:")    
    if not num.isdigit():        
        raise ValueError('num 非数字，请输入数字')
except ValueError as e:    print("结果异常，请检查输入项")

五、traceback模块：获取异常信息

在实际调试程序的过程中，有时只获得异常的类型是远远不够的，还需要借助更详细的异常信息才能解决问题。捕获异常时，有 2 种方式可获得更多的异常信息，分别是：

◆ 使用 sys 模块中的 exc_info 方法；

◆ 使用 traceback 模块中的相关函数。

1.借助sys模块中的exc_info方法

try:    
    f = open('read1.txt')    
    f.read()
except Exception as e:    
    print(e)  # [Errno 2] No such file or directory: 'read1.txt'    
    print(sys.exc_info())  # 打印异常信息    # (<class 'FileNotFoundError'>, FileNotFoundError(2, 'No such file or directory'), <traceback object at 0x033F5048>)

2.使用traceback模块中的相关函数

使用 traceback 模块查看异常传播轨迹，首先需要将 traceback 模块引入，该模块提供了如下两个常用方法：

◆ traceback.print_exc()：将异常传播轨迹信息输出到控制台或指定文件中。

◆ format_exc()：返回一个字符串而不是打印到文件。

traceback.print_exc()

try:    
    f = [0, 1, 2, 3]    
    f.index(5)
except ValueError as e:    
    print(traceback.print_exc())  	# 将异常信息输出到控制台或指定文件中，注：此时控制台打印的为捕获的异常信息，非报错

?format_exc()

try:    
    f = [0, 1, 2, 3]    
    f.index(5)
except ValueError as e:    
    # 将异常信息输出到控制台或指定文件中，注：此时控制台打印的为捕获的异常信息，非报错    
    error_info = traceback.format_exc()  # 返回一个字符串而不是打印到文件    
    print(error_info)

总结

Python常见的异常类型分为语法错误和运行时错误，对于运行时错误，我们可以采用try except进行异常捕获，从而进行处理。不确定异常类型时，可用万能异常捕获：Exception，能够确定异常类型时，可以指定异常类型，例如：FileNotFoundError、IndexError......当可能存在多个异常时，既可以定义多个except来捕获多个异常，也可以在一个except中声明多个异常。