python 例外處理

異常機制本質

異常是指程式執行過程中出現的非正常現象，例如使用者輸入錯誤、除數為零、需要處理的檔案不存在等

所謂例外處理，就是指程式再出現問題時依然可以正確的執行剩餘的程式，而不會因為異常而終止程式的執行

python 中，引進了很多用來描述和處理異常的類，稱為異常類。異常類定義中包含了該類異常的資訊和對異常進行處理的方法。

python 中一切都是物件，異常也採用物件的方式來處理。處理過程:

1. 丟擲異常: 在執行一個方法時，如果發生異常，則這個方法生成代表該異常的一個物件，停止當前執行路徑，並把異常物件提交給直譯器。
2. 捕獲異常: 好釋器得到該異後，尋相應的程式碼本處理該異。

try...except...

try:
    a = 3 / 0
except ZeroDivisionError as error:
    print(error) 

# result
# division by zero

try...except...except...

try:
    while True:
        a = int(input("請輸入一個數位:"))
        if a == 888:
            break
        b = int(input("請輸入一個數位:"))
        if b == 888:
            break
        print("正在計算{0} 除以 {1}".format(a, b))
        calculate = a / b
        print("結果為:{0}".format(calculate))
except ZeroDivisionError:
    print("0 不能做除數！！")
except ValueError:
    print("您輸入的不是數位！！！")

"""
result:
請輸入一個數位:1
請輸入一個數位:0
正在計算1 除以 0
0 不能做除數！！
===========================
請輸入一個數位:1
請輸入一個數位:abc
您輸入的不是數位！！！

"""

try...except...else

try...except...else結構增加了「else塊」，如果try中沒有丟擲異常，則執行else塊，如果try塊中丟擲異常，則執行excetp，不執行else塊。

# coding = utf-8
try:

    a = int(input("請輸入一個數位:"))

    b = int(input("請輸入一個數位:"))

    print("正在計算{0} 除以 {1}".format(a, b))

    calculate = a / b

except ZeroDivisionError:
    print("0 不能做除數！！")
except ValueError:
    print("您輸入的不是數位！！！")
else:
    print("結果為:{0}".format(calculate))

"""
result:
請輸入一個數位:1
請輸入一個數位:10
正在計算1 除以 10
結果為:0.1
================================
請輸入一個數位:2
請輸入一個數位:0
正在計算2 除以 0
0 不能做除數！！
"""

try...except...else...finally

try...except...else...finally結構中，finally塊無論是否發生異常都會被執行，通常用來釋放try塊中申請的資源。

try:

    a = int(input("請輸入一個數位:"))

    b = int(input("請輸入一個數位:"))

    print("正在計算{0} 除以 {1}".format(a, b))

    calculate = a / b

except ZeroDivisionError:
    print("0 不能做除數！！")
except ValueError:
    print("您輸入的不是數位！！！")
else:
    print("結果為:{0}".format(calculate))
finally:
    print("程式結束")

"""
result：
請輸入一個數位:1
請輸入一個數位:0
正在計算1 除以 0
0 不能做除數！！
程式結束
==============================
請輸入一個數位:1
請輸入一個數位:2
正在計算1 除以 2
結果為:0.5
程式結束
"""

常見異常彙總和說明

return 語句和例外處理問題

由於 return 有兩種作用：結束方法執行、返回值。我們一般不把 return 放到例外處理結構中，而是放到方法最後。
異常結構中return的使用方式

def test01():
    print('step1')
    try:
        x = 3 / 0
        # return 'a'
    except:
        print('step2')
        print('異常：0不能作為除數')
        # return 'b'
    finally:
        print('step3')
        # return 'c'

    print('step4')
    return 'd'  # 老師：一般不要把return語句放到try、except、else、finally塊中，會發生一些意想不到的錯誤。建議放到最後。


print(test01())

"""
result:

step1
step2
異常：0不能作為除數
step3
step4
d
"""

return不在最後，所以執行到return本來程式執行要終止，但是還是會把finally塊的程式碼執行完，之後就不執行了。
異常結構中return的使用方式

def test01():
    print('step1')
    try:
        x = 3 / 0
        # return 'a'
    except:
        print('step2')
        print('異常：0不能作為除數')
        return 'b'
    finally:
        print('step3')
        # return 'c'

    print('step4')
    # return 'd'  # 一般不要把return語句放到try、except、else、finally塊中，會發生一些意想不到的錯誤。建議放到最後。


print(test01())

"""
result:
step1
step2
異常：0不能作為除數
step3
b
"""

常見異常彙總

with…as語句

with通過__enter__方法初始化，然後在__exit__中做善後以及處理異常。其中__enter__()方法在語句體（with語句包裹起來的程式碼塊）執行之前進入執行，exit()方法在語句體執行完畢退出後執行。

with 語句適用於對資源進行存取的場合，確保不管使用過程中是否發生異常都會執行必要的「清理」操作，釋放資源，比如檔案使用後自動關閉、執行緒中鎖的自動獲取和釋放等。

With語句的基本語法格式:

with expression [as target]:
	with-block 
    
expression：是一個需要執行的表示式；
target：是一個變數或者元組，儲存的是expression表示式執行返回的結果，可選引數。

with語句原理

上下文管理協定（Context Management Protocol）：包含方法 enter()和__exit__()，支援該協定的物件要實現這兩個方法。

上下文管理器（Context Manager）：支援上下文管理協定的物件，這種物件實現了__enter__()和__exit__()方法。上下文管理器定義執行with語句時要建立的執行時上下文，負責執行with語句塊上下文中的進入與退出操作。通常使用with語句呼叫上下文管理器，也可以通過直接呼叫其方法來使用。
例：執行過程:

with EXPR as VAR:
    BLOCK

1. 執行EXPR，生成上下文管理器context_manager；

2. 獲取上下文管理器的__exit()__方法，並儲存起來用於之後的呼叫；

3. 呼叫上下文管理器的__enter__()方法；如果使用了as子句，則將__enter__()方法的返回值賦值給as子句中的VAR；

4. 執行BLOCK中的表示式；

5. 不管是否執行過程中是否發生了異常，執行上下文管理器的__exit__()方法，exit()方法負責執行「清理」工作，如釋放資源等。如果執行過程中沒有出現異常，或者語句體中執行了語句break/continue/return，則以None作為引數呼叫__exit__(None, None, None)；如果執行過程中出現異常，則使用sys.exc_info得到的異常資訊為引數呼叫__exit__(exc_type, exc_value, exc_traceback)；

6. 出現異常時，如果__exit__(type, value, traceback)返回False，則會重新丟擲異常，讓with之外的語句邏輯來處理異常，這也是通用做法；如果返回True，則忽略異常，不再對異常進行處理。

trackback 模組

程式很多時候是伺服器在執行，不會時時刻刻有人在電腦前看著，應用Trackback模組將錯誤資訊寫入紀錄檔檔案中，可以便於運維人員定期去翻閱異常記錄檔案查錯。

*【例】使用 Traceback 模組列印異常資訊 *

import traceback

try:
    print('step1')
    num = 1 / 0
except:
    # open()的'a'模式（可以聯絡append方法去理解和記憶），開啟一個檔案用於追加。如果該檔案已
    with open(r"traceback.txt", 'a') as f:
        # 存在，檔案指標將會放在檔案的結尾，也就是說新的內容會被寫入到已有內容之後；如果該檔案不存在，建立新檔案進行寫入。
        traceback.print_exc(file=f)

raise自定義異常類

程式開發中，有時候我們也需要自己定義異常類。自定義異常類一般都是執行時異常，通常繼承 Exception或其子類即可。命名一般以Error、Exception 為字尾。

自定義異常由 raise 語句主動丟擲，一般自定義異常需要重寫__str__方法：

class AgeError(Exception):

    def __init__(self, errorinfo):
        super().__init__(self)
        self.errorinfo = errorinfo

    def __str__(self):
        return str(self.errorinfo) + "這個年齡超出範圍，"+ "年齡應該在1到150之間"


if __name__ == "__main__":
    age = int(input("輸入一個年齡："))
    if age > 1 and age < 150:
        print("年齡是：{0}".format(age))
    else:
        raise AgeError(age)

"""
result:

輸入一個年齡：19
年齡是：19
=============================

Traceback (most recent call last):
  File "c:\Users\chenh\OneDrive\Data Learn\Python 基礎\課堂筆記\09\try.py", line 16, in <module>
    raise AgeError(age)
AgeError: 200這個年齡超出範圍，年齡應該在1到150之間

"""