解析Python中的异常处理


Posted in Python onApril 28, 2015

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

用错误码来表示是否出错十分不便,因为函数本身应该返回的正常结果和错误码混在一起,造成调用者必须用大量的代码来判断是否出错:

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,还要一级一级上报,直到某个函数可以处理该错误(比如,给用户输出一个错误信息)。

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

让我们用一个例子来看看try的机制:

try:
 print 'try...'
 r = 10 / 0
 print 'result:', r
except ZeroDivisionError, 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: integer division or modulo 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: 5
finally...
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, e:
 print 'ValueError:', e
except ZeroDivisionError, e:
 print 'ZeroDivisionError:', e
finally:
 print 'finally...'
print 'END'

int()函数可能会抛出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语句块后面加一个else,当没有错误发生时,会自动执行else语句:

try:
 print 'try...'
 r = 10 / int('a')
 print 'result:', r
except ValueError, e:
 print 'ValueError:', e
except ZeroDivisionError, 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自BaseException,所以在使用except时需要注意的是,它不但捕获该类型的错误,还把其子类也“一网打尽”。比如:

try:
 foo()
except StandardError, e:
 print 'StandardError'
except ValueError, e:
 print 'ValueError'

第二个except永远也捕获不到ValueError,因为ValueError是StandardError的子类,如果有,也被第一个except给捕获了。

Python所有的错误都是从BaseException类派生的,常见的错误类型和继承关系看这里:

https://docs.python.org/2/library/exceptions.html#exception-hierarchy

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()出错了,这时,只要main()捕获到了,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 StandardError, e:
  print 'Error!'
 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,只要在合适的层次去捕获错误就可以了。这样一来,就大大减少了写try...except...finally的麻烦。
调用堆栈

如果错误没有被捕获,它就会一直往上抛,最后被Python解释器捕获,打印一个错误信息,然后程序退出。来看看err.py:

# err.py:
def foo(s):
 return 10 / int(s)

def bar(s):
 return foo(s) * 2

def main():
 bar('0')

main()

执行,结果如下:

$ python err.py
Traceback (most recent call last):
 File "err.py", line 11, in <module>
 main()
 File "err.py", line 9, in main
 bar('0')
 File "err.py", line 6, in bar
 return foo(s) * 2
 File "err.py", line 3, in foo
 return 10 / int(s)
ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero

出错并不可怕,可怕的是不知道哪里出错了。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:

错误信息第1行:

Traceback (most recent call last):

告诉我们这是错误的跟踪信息。

第2行:

File "err.py", line 11, in <module>
 main()

调用main()出错了,在代码文件err.py的第11行代码,但原因是第9行:

File "err.py", line 9, in main
 bar('0')

调用bar('0')出错了,在代码文件err.py的第9行代码,但原因是第6行:

File "err.py", line 6, in bar
 return foo(s) * 2

原因是return foo(s) * 2这个语句出错了,但这还不是最终原因,继续往下看:

File "err.py", line 3, in foo
 return 10 / int(s)

原因是return 10 / int(s)这个语句出错了,这是错误产生的源头,因为下面打印了:

ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero

根据错误类型ZeroDivisionError,我们判断,int(s)本身并没有出错,但是int(s)返回0,在计算10 / 0时出错,至此,找到错误源头。
记录错误

如果不捕获错误,自然可以让Python解释器来打印出错误堆栈,但程序也被结束了。既然我们能捕获错误,就可以把错误堆栈打印出来,然后分析错误原因,同时,让程序继续执行下去。

Python内置的logging模块可以非常容易地记录错误信息:

# err.py
import logging

def foo(s):
 return 10 / int(s)

def bar(s):
 return foo(s) * 2

def main():
 try:
  bar('0')
 except StandardError, e:
  logging.exception(e)

main()
print 'END'

同样是出错,但程序打印完错误信息后会继续执行,并正常退出:

$ python err.py
ERROR:root:integer division or modulo by zero
Traceback (most recent call last):
 File "err.py", line 12, in main
 bar('0')
 File "err.py", line 8, in bar
 return foo(s) * 2
 File "err.py", line 5, in foo
 return 10 / int(s)
ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero
END

通过配置,logging还可以把错误记录到日志文件里,方便事后排查。
抛出错误

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

如果要抛出错误,首先根据需要,可以定义一个错误的class,选择好继承关系,然后,用raise语句抛出一个错误的实例:

# err.py
class FooError(StandardError):
 pass

def foo(s):
 n = int(s)
 if n==0:
  raise FooError('invalid value: %s' % s)
 return 10 / n

执行,可以最后跟踪到我们自己定义的错误:

$ python err.py
Traceback (most recent call last):
 ...
__main__.FooError: invalid value: 0

只有在必要的时候才定义我们自己的错误类型。如果可以选择Python已有的内置的错误类型(比如ValueError,TypeError),尽量使用Python内置的错误类型。

最后,我们来看另一种错误处理的方式:

# err.py
def foo(s):
 n = int(s)
 return 10 / n

def bar(s):
 try:
  return foo(s) * 2
 except StandardError, e:
  print 'Error!'
  raise

def main():
 bar('0')

main()

在bar()函数中,我们明明已经捕获了错误,但是,打印一个Error!后,又把错误通过raise语句抛出去了,这不有病么?

其实这种错误处理方式不但没病,而且相当常见。捕获错误目的只是记录一下,便于后续追踪。但是,由于当前函数不知道应该怎么处理该错误,所以,最恰当的方式是继续往上抛,让顶层调用者去处理。

raise语句如果不带参数,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化成另一种类型:

try:
 10 / 0
except ZeroDivisionError:
 raise ValueError('input error!')

只要是合理的转换逻辑就可以,但是,决不应该把一个IOError转换成毫不相干的ValueError。
小结

Python内置的try...except...finally用来处理错误十分方便。出错时,会分析错误信息并定位错误发生的代码位置才是最关键的。

程序也可以主动抛出错误,让调用者来处理相应的错误。但是,应该在文档中写清楚可能会抛出哪些错误,以及错误产生的原因。

Python 相关文章推荐
Python3指定路径寻找符合匹配模式文件
May 22 Python
Python实现查找系统盘中需要找的字符
Jul 14 Python
对pandas replace函数的使用方法小结
May 18 Python
详解PyCharm配置Anaconda的艰难心路历程
Aug 13 Python
对PyQt5的输入对话框使用(QInputDialog)详解
Jun 25 Python
python opencv将表格图片按照表格框线分割和识别
Oct 30 Python
利用Python校准本地时间的方法教程
Oct 31 Python
Python 格式化输出_String Formatting_控制小数点位数的实例详解
Feb 04 Python
python3 使用traceback定位异常实例
Mar 09 Python
Python数据结构dict常用操作代码实例
Mar 12 Python
Python简单实现词云图代码及步骤解析
Jun 04 Python
Pandas数据结构之Series的使用
Mar 31 Python
python调用java模块SmartXLS和jpype修改excel文件的方法
Apr 28 #Python
Python EOL while scanning string literal问题解决方法
Sep 18 #Python
python中尾递归用法实例详解
Apr 28 #Python
在Python中使用元类的教程
Apr 28 #Python
python删除列表中重复记录的方法
Apr 28 #Python
python3实现短网址和数字相互转换的方法
Apr 28 #Python
python实现从网络下载文件并获得文件大小及类型的方法
Apr 28 #Python
You might like
解析PHP中一些可能会被忽略的问题
2013/06/21 PHP
php命令行用法入门实例教程
2014/10/27 PHP
php版阿里大于(阿里大鱼)短信发送实例详解
2016/11/30 PHP
php微信公众号开发(3)php实现简单微信文本通讯
2016/12/15 PHP
php实现微信分享朋友链接功能
2019/02/18 PHP
javascript demo 基本技巧
2009/12/18 Javascript
Javascript操作cookie的函数代码
2012/10/03 Javascript
Active控件问题小结(附解决办法)
2016/06/09 Javascript
JavaScript实现的原生态兼容IE6可调可控滚动文字功能详解
2017/09/19 Javascript
VSCode中如何利用d.ts文件进行js智能提示
2018/04/13 Javascript
Vue波纹按钮组件制作
2018/04/30 Javascript
在小程序中集成redux/immutable/thunk第三方库的方法
2018/08/12 Javascript
jQuery实现为动态添加的元素绑定事件实例分析
2018/09/07 jQuery
使用vue.js在页面内组件监听scroll事件的方法
2018/09/11 Javascript
a标签调用js的方法总结
2019/09/05 Javascript
js禁止查看源文件屏蔽Ctrl+u/s、F12、右键等兼容IE火狐chrome
2020/10/01 Javascript
vue 插槽简介及使用示例
2020/11/19 Vue.js
[03:40]2014DOTA2国际邀请赛 B神专访:躲箭真的很难
2014/07/13 DOTA
利用Python2下载单张图片与爬取网页图片实例代码
2017/12/25 Python
python3实现网络爬虫之BeautifulSoup使用详解
2018/12/19 Python
python-视频分帧&amp;多帧合成视频实例
2019/12/10 Python
浅谈Pycharm最有必要改的几个默认设置项
2020/02/14 Python
Python面向对象程序设计之静态方法、类方法、属性方法原理与用法分析
2020/03/23 Python
Python 字节流,字符串,十六进制相互转换实例(binascii,bytes)
2020/05/11 Python
python+requests接口自动化框架的实现
2020/08/31 Python
Python 的 __str__ 和 __repr__ 方法对比
2020/09/02 Python
美国卡车、吉普车和SUV零件网站:4 Wheel Parts
2016/11/24 全球购物
中国跨境在线时尚零售商:Bellelily
2018/04/06 全球购物
Hanky Panky官方网站:内衣和睡衣
2019/07/25 全球购物
linux系统都有哪些运行级别
2016/03/26 面试题
《黄河颂》教学反思
2014/02/07 职场文书
教师岗位聘任书范文
2014/03/29 职场文书
四风问题自我剖析材料
2014/10/07 职场文书
党员教师四风问题整改措施思想汇报
2014/10/08 职场文书
win10下go mod配置方式
2021/04/25 Golang
使用golang编写一个并发工作队列
2021/05/08 Golang