Python例外處理

Python提供了兩個非常重要的功能來處理Python程式中的異常和錯誤，並在其中新增偵錯的函式功能 -

• 例外處理 - 在本教學中介紹。這是一個列表標準Python中提供的異常 - 標準異常。
• 斷言 - 在Python 3教學中的斷言中介紹。

標準異常

以下是Python中可用的標準異常列表 -

Python中的斷言

斷言是一個健全檢查，可以在完成對程式的測試後開啟或關閉。

• 試想斷言的最簡單的方法就是將它與一個raise-if語句(或者更準確的說是一個加註if語句)相對應。測試表示式，如果結果為false，則會引發異常。

• 斷言由版本1.5引入的assert語句來執行，它是Python的最新關鍵字。

• 程式員經常在函式開始時放置斷言來檢查有效的輸入，並在函式呼叫後檢查有效的輸出。

assert語句

當它遇到一個assert語句時，Python會評估求值它的的表示式，是否為所希望的那樣。 如果表示式為false，Python會引發AssertionError異常。

assert的語法是 -

assert Expression[, Arguments]

如果斷言失敗，Python將使用ArgumentExpression作為AssertionError的引數。 使用try-except語句可以像任何其他異常一樣捕獲和處理AssertionError異常。 如果沒有處理，它們將終止程式並產生回溯。

範例

這裡將實現一個功能：將給定的溫度從開爾文轉換為華氏度。如果是負溫度，該功能將退出 -

#!/usr/bin/python3
def KelvinToFahrenheit(Temperature):
   assert (Temperature >= 0),"Colder than absolute zero!"
   return ((Temperature-273)*1.8)+32

print (KelvinToFahrenheit(273))
print (int(KelvinToFahrenheit(505.78)))
print (KelvinToFahrenheit(-5))

當執行上述程式碼時，會產生以下結果 -

32.0
451
Traceback (most recent call last):
File "test.py", line 9, in <module>
print KelvinToFahrenheit(-5)
File "test.py", line 4, in KelvinToFahrenheit
assert (Temperature >= 0),"Colder than absolute zero!"
AssertionError: Colder than absolute zero!

什麼是異常？

一個例外是在程式執行期間發生的一個事件，它破壞程式指令的正常流程。 一般來說，當Python指令碼遇到無法應對的情況時，會引發異常。異常是一個表示錯誤的Python物件。

當Python指令碼引發異常時，它必須立即處理異常，否則終止並退出。

處理異常

如果有一些可能引發異常的可疑程式碼，可以通過將可疑程式碼放在try:塊中來保護您的程式。 在try:塊之後，包括一個except:語句，然後是一個儘可能優雅地處理問題的程式碼塊。

語法

下面是簡單的語法try .... except ... else塊 -

try:
   You do your operations here
   ......................
except ExceptionI:
   If there is ExceptionI, then execute this block.
except ExceptionII:
   If there is ExceptionII, then execute this block.
   ......................
else:
   If there is no exception then execute this block.

以下是上述語法的幾個重點 -

• 一個try語句可以有多個except語句。 當try塊包含可能引發不同型別的異常的語句時，這就很有用。
• 還可以提供一個通用的except子句，它處理任何異常。
• 在except子句之後，可以包含一個else子句。 如果try:block中的程式碼不引發異常，則else塊中的程式碼將執行。
• else-block是一個不需要try:block保護的程式碼的地方。

範例

此範例開啟一個檔案，將內容寫入檔案，並且優雅地出現，因為完全沒有問題 -

#!/usr/bin/python3

try:
   fh = open("testfile", "w")
   fh.write("This is my test file for exception handling!!")
except IOError:
   print ("Error: can\'t find file or read data")
else:
   print ("Written content in the file successfully")
   fh.close()

這產生以下結果 -

Written content in the file successfully

範例

此範例嘗試開啟一個沒有寫入許可權的檔案，因此它引發了一個異常 -

#!/usr/bin/python3

try:
   fh = open("testfile", "r")
   fh.write("This is my test file for exception handling!!")
except IOError:
   print ("Error: can\'t find file or read data")
else:
   print ("Written content in the file successfully")

這產生以下結果 -

Error: can't find file or read data

except子句沒有指定異常

也可以使用except語句，但不定義異常，如下所示 -

try:
   You do your operations here
   ......................
except:
   If there is any exception, then execute this block.
   ......................
else:
   If there is no exception then execute this block.

這種try-except語句捕獲所有發生的異常。使用這種try-except語句不被認為是一個很好的程式設計實踐，因為它捕獲所有異常，但不會讓程式員能更好地識別發生的問題的根本原因。

except子句指定多個異常

還可以使用相同的except語句來處理多個異常，如下所示：

try:
   You do your operations here
   ......................
except(Exception1[, Exception2[,...ExceptionN]]]):
   If there is any exception from the given exception list, 
   then execute this block.
   ......................
else:
   If there is no exception then execute this block.

try-finally子句

可以使用finally：塊和try：塊。 finally：塊是放置必須執行程式碼的地方，無論try塊是否引發異常。 try-finally語句的語法是這樣的 -

try:
   You do your operations here;
   ......................
   Due to any exception, this may be skipped.
finally:
   This would always be executed.
   ......................

注意 - 可以提供except子句或finally子句，但不能同時提供。不能使用else子句以及finally子句。

範例

#!/usr/bin/python3

try:
   fh = open("testfile", "w")
   fh.write("This is my test file for exception handling!!")
finally:
   print ("Error: can\'t find file or read data")
   fh.close()

如果沒有以寫入形式開啟檔案的許可權，則會產生以下結果 -

Error: can't find file or read data

同樣的例子可以寫得更乾淨如下 -

#!/usr/bin/python3

try:
   fh = open("testfile", "w")
   try:
      fh.write("This is my test file for exception handling!!")
   finally:
      print ("Going to close the file")
      fh.close()
except IOError:
   print ("Error: can\'t find file or read data")

當try塊中丟擲異常時，執行將立即傳遞給finally塊。 在finally塊中的所有語句都被執行之後，異常被再次引發，如果存在於try-except語句的下一個更高的層中，則在except語句中處理異常。

異常引數

一個異常可以有一個引數，引數它是一個值，它提供有關該問題的其他資訊。 引數的內容因異常而異。 可以通過在except子句中提供變數來捕獲異常的引數，如下所示：

try:
   You do your operations here
   ......................
except ExceptionType as Argument:
   You can print value of Argument here...

如果編寫程式碼來處理單個異常，則可以在except語句中使用一個變數後跟異常的名稱。 如果要捕獲多個異常，可以使用一個變數後跟隨異常的元組。

此變數接收大部分包含異常原因的異常值。 變數可以以元組的形式接收單個值或多個值。 該元組通常包含錯誤字串，錯誤編號和錯誤位置。

範例

以下是一個例外 -

#!/usr/bin/python3

# Define a function here.
def temp_convert(var):
   try:
      return int(var)
   except ValueError as Argument:
      print ("The argument does not contain numbers\n", Argument)

# Call above function here.
temp_convert("xyz")

這產生以下結果 -

The argument does not contain numbers
invalid literal for int() with base 10: 'xyz'

丟擲異常

可以通過使用raise語句以多種方式引發異常。raise語句的一般語法如下 -

語法

raise [Exception [, args [, traceback]]]

這裡，Exception是異常的型別(例如，NameError)，args是異常引數的值。 引數是可選的; 如果沒有提供，則異常引數為None。

最後一個引數traceback也是可選的(在實踐中很少使用)，如果存在，則是用於異常的追溯物件。

範例

異常可以是字串，類或物件。 Python核心引發的大多數異常都是類，一個引數是類的一個範例。 定義新的例外是非常容易的，可以做到如下 -

def functionName( level ):
   if level <1:
      raise Exception(level)
      # The code below to this would not be executed
      # if we raise the exception
   return level

注意 - 為了捕獲異常，「except」子句必須參照與類物件或簡單字串相同的異常。例如，為了捕獲上述異常，必須寫出except子句如下：

try:
   Business Logic here...
except Exception as e:
   Exception handling here using e.args...
else:
   Rest of the code here...

以下範例說明了使用引發異常 -

#!/usr/bin/python3
def functionName( level ):
   if level <1:
      raise Exception(level)
      # The code below to this would not be executed
      # if we raise the exception
   return level

try:
   l = functionName(-10)
   print ("level = ",l)
except Exception as e:
   print ("error in level argument",e.args[0])

這將產生以下結果 -

error in level argument -10

使用者定義的異常

Python還允許通過從標準內建異常匯出類來建立自己的異常。

這是一個與RuntimeError有關的範例。 在這裡，從RuntimeError類建立一個子類。 當需要在捕獲異常時顯示更多具體資訊時，這就很有用了。

在try塊中，使用者定義的異常被引發併被捕獲在except塊中。 變數e用於建立Networkerror類的範例。

class Networkerror(RuntimeError):
   def __init__(self, arg):
      self.args = arg

所以當定義了上面的類以後，就可以使用以下命令丟擲異常 -

try:
   raise Networkerror("Bad hostname")
except Networkerror,e:
   print e.args