Python 6.1 错误处理

发布时间：2019-07-09 09:32:48编辑：auto阅读（1498）

错误处理

在程序运行过程中，如 果发生了错误，可以事先约定返回一个错误代码，这样，就知道是否有错以及出错原因。在操作系统提供的调用中，返回错误代码非常常见。比如打开文件的open()函数，成功时返回文件描述符（就是一个整数），出错时返回-1.

def foo():

    r = some_function()    

    if r==(-1):        

        return (-1)    

# do something

    return r

def bar():

    r = foo()    

    if r==(-1):

        print('Error')    

    else:        

        pass

一旦出错，需要一级一级上报，直到某个函数可以处理该错误(比如给用户返回一个错误信息。)


所以，高级语言都内置了一套try...except...finally的错误处理机制，Python也不例外。

让我们看看try机制:


try:
    print('try...')
    r = 10 / 0
    print('result:', r)except ZeroDivisionError as e:
    print('except:', e)finally:
    print('finally...')
print('END')

当我们认为某些代码可能会出错时，就可以用try来运行这段代码，如果执行出错，则后续代码不会继续执行，而是直接跳转至错误处理代码，即except语句块，执行完except后，如果有finally语句块，则执行finally语句块，至此，执行完毕。

上面的代码在计算10 / 0时会产生一个除法运算错误：

try...
except: division by zero
finally...
END

从输出可以看到，当错误发生时，后续语句print('result:', r)不会被执行，except由于捕获到ZeroDivisionError，因此被执行。最后，finally语句被执行。然后，程序继续按照流程往下走。

如果把除数0改成2，则执行结果如下：

try...
result: 5finally...
END

由于没有错误发生，所以except语句块不会被执行，但是finally如果有，则一定会被执行（可以没有finally语句）。

你还可以猜测，错误应该有很多种类，如果发生了不同类型的错误，应该由不同的except语句块处理。没错，可以有多个except来捕获不同类型的错误：

try:
    print('try...')
    r = 10 / int('a')
    print('result:', r)
except ValueError as e:
    print('ValueError:', e)
except ZeroDivisionError as e:
    print('ZeroDivisionError:', e)
finally:
    print('finally...')
print('END')

int()函数还可能抛出ValueError，所以我们用一个except捕获ValueError，用另一个except捕获ZeroDivisionError。


此外，如果没有错误发生，可以在except后面加上一个else，当没有错误发生时，会自动执行else语句:
try:
    print('try...')

    r =10/int('2')


   print('result:',r)


except ValueError as e:
    print('ValueError:',e)

except ZeroDivisionError as e:
    print('ZeroDivisionError:',e)

else:
    print('no Error')

finally:
    print('finally...')

print('END')

Python的错误其实也是class，所有的错误类型都继承于BaseException，所以使用except时需要注意的是，它不但捕获该类型的错误而且还把其子类的错误也“一网打尽”。


使用try...except捕获错误还有一个巨大的好处，就是可以跨越多层调用，比如函数main()调用foo(),foo()调用bar(),结果bar()函数出错，这时只要main()捕获到就可以处理:
def foo(s):
    return 10/int(s)


def bar(s):

    return foo(s)*2

def main():
   try:


        bar('0')

    except Exception as e:
        print('Error:',e)

    finally:
        print('finally...')

也就是说，不需要在每个可能出错的地方去捕获错误，只要在合适的层次捕获就可以了。这样一来就大大减少了写try...except...finally的次数。





调用堆栈




如果错误没有被捕获，它就会一直往上抛，最终被Python解释器捕获，打印出一个错误信息。然后程序退出，来看看err.py





def foo(s):
    return 10/int(2)

def bar(s):

    return foo(s)*2

def main():
   bar('0')


main()

执行，结果如下：


>>> main()

Traceback (most recent call last):

  File "<stdin>", line 1, in <module>

  File "<stdin>", line 2, in main

  File "<stdin>", line 2, in bar

  File "<stdin>", line 2, in foo

ZeroDivisionError: division by zero

出错并不可怕，可怕的是不知道哪里出错。解读错误信息是定位错误的关键。我们从上往下可以看到整个错误的调用函数链：
Traceback(most recent call last)


告诉我们这是错误的跟踪信息。

根据层层错误调出，最终确定错误类型是ZeroDivisionError，至此找出了错误的源头。





记录错误




如果不捕获错误，自然可以让Python解释器打印出错误的堆栈，但程序也就结束了。既然我们能捕获错误，我们就能将错误堆栈打印出来，然后分析错误原因，同时，让程序继续运行下去。


Python内置了logging模块可以非常容易的记录错误信息:
import logging 


def foo(s):
    return 10/int(2)

def bar(s):

    return foo(s)*2

def main():
   try:

        bar('0')


    except Exception as e:

        logging.exception(e)

main()

print('END')

同样是出错，但是程序打印完会继续执行，并正常退出。

通过配置，logging可以把错误记录到日志文件中，方便日后查看。




抛出错误




因为错误是class，捕获一个错误就是捕获该class的一个实例。因此，错误不是凭空产生的，而是有意创建并抛出的。Python的内置函数会抛出很多种类的错误，我们自己编写的函数也可以抛出错误。

如果要抛出错误，首先要根据需要，可以定义一个错误class，选择好继承关系，然后用raise语句抛出一个错误实例;
class FooError(ValueError):
    pass

def foo(s):
    n =int(s)

    if n ==0:
        raise FooError('invalid value : %s' % s)

    return 10/n

foo('0')


执行后可以跟踪到我们定义的错误信息。


只有在必要时我们才定义自己的错误类型。如果可以选择Python内置的错误类型(比如ValueError/TypeError)尽量使用Python内置的错误类型。


最后，我们来看最后一种错误处理方式:


def foo(s):
    n = int(s)    
    if n==0:         
        raise ValueError('invalid value: %s' % s)    
    return 10 / ndef bar():
    try:
        foo('0')    
    except ValueError as e:
        print('ValueError!')       
        raise

在bar()函数中，我们明明已经捕获到错误，但是打印一个ValueError后，又把reise语句跑出去这不是有病？

其实这种错误处理方法非常常见，捕获错误目的只是记录一下， 便于后续跟踪。但是，由于当前函数不知道该怎么处理错误。所以，最恰当的方式就是继续往上抛，让顶层调用者去解决。


raise如果不带参数，就会把当前错误原样抛出，此外，在except中raise一个Error，还可以把一种类型的错误转换成另外一种。

try:
    10/0

except ZeroDivisionError:
    raise ValueError('input Error')

只要合理的转换逻辑就可以了。但是，决不允许啊把一个IOError转换为毫不相干ValueError。





小结：

Python内置的try...except...finally用处理错误十分方便。出错时，会分析错误信息并定位错误发生的代码非常重要。

程序也可以主动抛出错误，让调用者处理相应的错误。但是应该在文档中写明会抛出那些错误。以及错误产生的原因。

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