零基础学习 Python 之错误 & 异常

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写在之前

从今天开始一个新的篇章又要开始了，这次要写的「错误 & 异常」知识点比较少，不像「类」那样知识点那么多，所以稍微好过一点。

对于程序在执行过程中因为错误或者其它原因而中止的现象，我们在之前文章的代码中已经看过很多次了，那些都可以归为「错误 & 异常」现象，我们接下来就是要对这种现象进行近距离的观察和处理。

错误

其实不管是弱鸡还是大佬，在写代码的时候错误往往是难以避免的，可能是因为手残，也可能是因为拼写错误，当然还有可能是某些比较玄学的错误，比如逗号写成全角的等等等等。总之，写代码中有相当一部分工作就是要不停的修改错误。

Python 中的错误之一就是「语法错误」(Syntax Errors)，比如：

>>> for i in range(5)
 File "<stdin>", line 1
   for i in range(5)
                   ^
SyntaxError: invalid syntax

上面的那行代码里因为缺少冒号，导致解释器无法解释，于是报错，这个报错其实是 Python 的语法分析器完成的，并检测到了错误所在的文件和行号（ File “”, line 1 ），还以向上的箭头 ^ 标识错误的位置，最后显示错误类型。

另一种错误就是我们常说的「逻辑错误」，逻辑错误可能是由不合法或者不完整的输入导致的，也可能是无法计算等，或者是其它的逻辑问题。逻辑错误不是由 Python 来检查的，所以此处我们所谈的错误不包括逻辑错误。

异常

当 Python 检测到一个错误时，解释器就无法继续执行下去，于是就抛出提示信息，即为「异常」。有错误时，程序运行过程就会出现异常，让我们先来看一个小例子：

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

当 Python 抛出异常的时候，首先有「跟踪记录」或者叫「回溯」，后面显示异常的详细信息，包括异常所在的位置，最后一行是异常类型及导致异常的原因。在上面的例子中，明确的告诉我们异常的类型是 ZeroDivisionError，并且对此异常类型做了解释。

异常的类型有很多，我在这说几个常见的类型：

NameError
尝试访问一个没有申明的变量

ZeroDivisionError
除数为零

SyntaxError
语法错误

IndexError
索引超出序列范围

KeyError
请求一个不存在的字典关键字

IOError
输入/输出错误

AttributeError
尝试访问未知的对象属性

为了能够更好的深入理解，我在这举几个例子，展示一下其中几个异常出现的条件和结果：

1.NameError

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

在 Python 中虽然不需要在使用变量之前声明类型，但也需要对变量进行赋值，然后才可以使用，不被赋值的变量不能在 Python 中存在，因为变量相当于一个便签，要把它贴到对象上才有意义。

2.IndexError & KeyError

>>> a = [1,2,3]
>>> a[4]
Traceback (most recent call last):
 File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: list index out of range

>>> b = {'name':'rocky'}
>>> b['age']
Traceback (most recent call last):
 File "<stdin>", line 1, in <module>
KeyError: 'age'

这两个用我们俗语来说就是「鸡蛋里挑骨头」，一定得报错了，不过在实际编程的时候，特别是循环的时候，常常由于循环条件设置的不合理从而出现这种类型的错误。

3.IOError

>>> f = open('test')
Traceback (most recent call last):
 File "<stdin>", line 1, in <module>
FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: 'test'

如果你确认有文件，就一定要把路径写正确，因为你并没有告诉 Python 要对你的计算机进行全身搜查，所以 Python 会按照你指定的未知去找，找不到就会出现异常。

这里只是干说其实没有什么效果，具体的还是要在实际编程中碰到才会印象深刻，这里你先把常见的几个记住，到时候别出现问题的时候不知道是什么错误。

当你在运行程序的时候遇到异常时，不要慌张，这个其实是好事情，是 Python 在帮助你修改错误。只要你认真的阅读异常信息，再用我们之前学过的 dir()，help() 或官方文档，搜索工具等来协助，就一定会解决问题。

处理异常

程序出现了异常就要「处理异常」。

首先，让我们先来看一段代码：

while True:
   print('this is a division program.')
   a = input("input 'a' continue,otherwise logout:")
   if a == 'a':
       x = input('first number')
       y = input('second number')
       try:
           print(float(x)/float(y))
           print('***************')
       except ZeroDivisionError:
           print('the second number can not be zero.')
           print('***********************************')

   else:
       break

运行上面的代码，显示的结果如下：

this is a division program.
input 'a' continue,otherwise logout:a
first number5
second number2
2.5
***************
this is a division program.
input 'a' continue,otherwise logout:a
first number5
second number0
the second number can not be zero.
***********************************
this is a division program.
input 'a' continue,otherwise logout:b

从运行的情况来看，当在第 2 个数，即除数为 0 时，程序并没有因为这个错误而停止，而是给了一个很友好的提示，让我们有机会改正错误，这完全得益于「异常处理」的设置，如果没有处理异常的机制，当异常出现的时候程序就会中止。

1.try…except…

对于上面的例子，只看到了 try 和 except 部分，如果没有异常发生的话，except 在 try 执行后被忽略；如果 try 子句中有异常的话，则该部分的其它子句被忽略，直接跳到 except 部分，执行其后面指定的异常类型及其子句。

except 后面也可以没有任何异常类型，即无异常参数。如何这样的话，不论 try 部分发生什么异常，都会执行 except。

2.处理多个异常

try…except… 是处理异常的基本方式，在此基础上，还可以扩展，也就是能够处理多个异常。

这里所说的处理多个异常，并不是因为同时报出多个异常，而是程序在运行中，只要遇到一个异常就会反应，所以每次捕捉到的异常一定是一个，由不同的 except 子句处理。

3. else 子句

其实有了 try…except…，在一般情况下是够用的，但怕就怕在总有不一般的情况出现，所以就增加一个 else 子句，这个其实就和我们说的话一样，总要根据需要添加不少东西。

try:
   print('just try')
except:
   print('just except')
else:
   print('i am else')

上述代码的运行结果如下：

just try
i am else

上述代码能够帮助我们理解 else 的执行特点：如果 try 被执行了，则 except 被忽略，但是 else 被执行。然后我们在来看下面的代码：

try:
   print(1/0)
except:
   print('just except')
else:
   print('i am else')

上述代码的运行结果如下：

just except

这个时候，else 就不被执行了，两个例子帮助我们了解了 else 的执行特点。

4.finally

finally 子句，一看这个名字，就感觉这是做善后工作的。的确如此，如果有了 finally ，不管前面执行的是 try 还是 except，最终都要执行它。因此，有一种说法是将 finally 用在可能的异常后进行清理，请看下面的例子：

x = 10

try:
   x = 1 / 0
except Exception as e:
   print(e)
finally:
   print(e)
   del x

上述代码的运行结果如下：

integer division or modulo by zero
del x

我们来看一看 x 是否被删除：

>>> x
Traceback (most recent call last):
 File "test_search.py", line 1, in <module>
   print(x)
NameError: name 'x' is not defined

当然，在应用里面可以将上面的各个句子综合起来使用，写成下面这样：

try:
   do something

except:
   do something

else:
   do something
   
finally:
   do something

写在最后

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