Python中異常機(jī)制的示例分析

小編給大家分享一下Python中異常機(jī)制的示例分析，相信大部分人都還不怎么了解，因此分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后大有收獲，下面讓我們一起去了解一下吧！

一、對(duì)異常的理解

1、什么是異常

??異常即“與正常情況不同”，何為正常？正常便是解釋器在解釋代碼時(shí)，我們所編寫的代碼符合解釋器定義的規(guī)則，即為正常，當(dāng)解釋器發(fā)現(xiàn)某段代碼符合語法但有可能出現(xiàn)不正常的情況時(shí)，解釋器便會(huì)發(fā)出一個(gè)事件，中斷程序的正常執(zhí)行。這個(gè)中斷的信號(hào)便是一個(gè)異常信號(hào)。所以，總體解釋就是，在解釋器發(fā)現(xiàn)到程序出現(xiàn)錯(cuò)誤的時(shí)候，則會(huì)產(chǎn)生一個(gè)異常，若程序沒有處理，則會(huì)將該異常拋出，程序的運(yùn)行也隨之終止。我們可以在一個(gè)空白的.py文件中寫一句int（“m”），運(yùn)行后結(jié)果如下。

??這一串字體為解釋器拋出的一系列錯(cuò)誤信息，因?yàn)閕nt()傳入的參數(shù)只支持?jǐn)?shù)字字符串和數(shù)字，顯然‘m’不屬于數(shù)字字符串傳入?yún)?shù)錯(cuò)誤所以解釋器報(bào)“valueError”的錯(cuò)誤。

2、錯(cuò)誤和異常的區(qū)別

??對(duì)于python錯(cuò)誤的概述：它指的是代碼運(yùn)行前的語法或邏輯錯(cuò)誤。拿常規(guī)語法錯(cuò)誤來說，當(dāng)我們編寫的代碼過不了語法檢測(cè)時(shí)，則會(huì)直接出現(xiàn)語法錯(cuò)誤，必須在程序執(zhí)行前就改正，不然寫的代碼將毫無意義，代碼是不運(yùn)行的，也無法捕獲得到。舉個(gè)例子，在.py文件輸入if a = 1 print(“hello”)，輸出結(jié)果如下：

  Traceback (most recent call last):
  	File "E:/Test_code/test.py",line 1
    	if a = 1 print("hello")
                ^SyntaxError: invalid syntax

??函數(shù) print() 被檢查到有錯(cuò)誤，是它前面缺少了一個(gè)冒號(hào) : ，所以解析器會(huì)復(fù)現(xiàn)句法錯(cuò)誤的那行代碼，并用一個(gè)小“箭頭”指向行里檢測(cè)到的第一個(gè)錯(cuò)誤，所以我們可以直接找到對(duì)應(yīng)的位置修改其語法。當(dāng)然除了語法錯(cuò)誤，還有很多程序奔潰的錯(cuò)誤，如內(nèi)存溢出等，這類錯(cuò)誤往往比較隱蔽。
??相比于錯(cuò)誤，python異常主要在程序執(zhí)行過程中，程序遇見邏輯或算法問題，這時(shí)解釋器如果可以處理，則沒問題，如果處理不了，便直接終止程序，便將異常拋出，如第1小點(diǎn)的int(‘m’)例子，因?yàn)閰?shù)傳入錯(cuò)誤導(dǎo)致程序出錯(cuò)。這種因?yàn)檫壿嫯a(chǎn)生的異常五花八門，還好我們的解釋器都內(nèi)置好了各種異常的種類，讓我們知道是什么樣的異常出現(xiàn)，好讓我們“對(duì)癥下藥”。
??這里注意一點(diǎn)，上述語法錯(cuò)誤是可識(shí)別的錯(cuò)誤，所以解釋器也會(huì)默認(rèn)拋出一個(gè)SyntaxError異常信息反饋給程序員。所以本質(zhì)上大部分錯(cuò)誤都是可被輸出打印的，只是因?yàn)殄e(cuò)誤代碼不運(yùn)行，也就沒法處理，所以捕獲錯(cuò)誤的異常信息就變得沒意義。

3、常見python異常種類

??這里貼上我們?cè)趯懘a時(shí)最常見的異常類型，如果遇到其他種類的異常，當(dāng)然是選擇白度啦~

二、python五大異常處理機(jī)制

??我們明白了什么是異常后，那么發(fā)現(xiàn)異常后怎么處理，便是我們接下來要解決的問題。這里將處理異常的方式總結(jié)為五種。

1、默認(rèn)異常處理機(jī)制

??“默認(rèn)”則說明是解釋器默認(rèn)做出的行為，如果解釋器發(fā)現(xiàn)異常，并且我們沒有對(duì)異常進(jìn)行任何預(yù)防，那么程序在執(zhí)行過程中就會(huì)中斷程序，調(diào)用python默認(rèn)的異常處理器，并在終端輸出異常信息。剛才舉過的例子：int(“m”)，便是解釋器因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)參數(shù)傳入異常，這種異常解釋器“無能為力”，所以它最后中斷了程序，并將錯(cuò)誤信息打印輸出，告訴碼農(nóng)朋友們：你的程序有bug?。?！

2、try…except…處理機(jī)制

??我們把可能發(fā)生錯(cuò)誤的語句放在try語句里，用except來處理異常。每一個(gè)try，都必須至少有一個(gè)或者多個(gè)except。舉一個(gè)最簡單的例子如下，在try訪問number的第500個(gè)元素，很明顯數(shù)組越界訪問不了，這時(shí)候解釋器會(huì)發(fā)出異常信號(hào)：IndexError，接著尋找后面是否有對(duì)應(yīng)的異常捕獲語句except ，如果有則執(zhí)行對(duì)應(yīng)的except語句，待except語句執(zhí)行完畢后，程序?qū)⒗^續(xù)往下執(zhí)行。如果沒有對(duì)應(yīng)的except語句，即用戶沒有處理對(duì)應(yīng)的異常，這時(shí)解釋器會(huì)直接中斷程序并將錯(cuò)誤信息打印輸出。

number = 'hello'try：	print(number[500])	#數(shù)組越界訪問except IndexError：	print("下標(biāo)越界啦！")except NameError：	print("未聲明對(duì)象！")print("繼續(xù)運(yùn)行...")

輸出結(jié)果如下，因?yàn)榻忉屍靼l(fā)出異常信號(hào)是IndexError，所以執(zhí)行下標(biāo)越界語句。

下標(biāo)越界啦！
繼續(xù)運(yùn)行...

??為了解鎖更多用法，我們?cè)賹⒗痈囊幌?，我們依然在try訪問number的第500個(gè)元素，造成訪問越界錯(cuò)誤，這里的except用了as關(guān)鍵字可以獲得異常對(duì)象，這樣子便可獲得錯(cuò)誤的屬性值來輸出信息。

number = 'hello'try：	print(number[500])	#數(shù)組越界訪問except IndexError as e：	print(e)except Exception as e：	#萬能異常
	print(e)except：			  	 #默認(rèn)處理所有異常
	print("所有異常都可處理")print("繼續(xù)運(yùn)行...")

輸出結(jié)果如下所示，會(huì)輸出系統(tǒng)自帶的提示錯(cuò)誤：string index out of range，相對(duì)于解釋器因?yàn)楫惓Ｗ约簰伋鰜淼囊欢鸭t色刺眼的字體，這種看起來舒服多了（能夠“運(yùn)籌帷幄”的異常才是好異常嘛哈哈哈）。另外這里用到“萬能異?！盓xception，基本所有沒處理的異常都可以在此執(zhí)行。最后一個(gè)except表示，如果沒有指定異常，則默認(rèn)處理所有的異常。

string index out of range繼續(xù)運(yùn)行...

3、try…except…finally…處理機(jī)制

??finally語句塊表示，無論異常發(fā)生與否，finally中的語句都要執(zhí)行完畢。也就是可以很霸氣的說，無論產(chǎn)生的異常是被except捕獲到處理了，還是沒被捕獲到解釋器將錯(cuò)誤輸出來了，都統(tǒng)統(tǒng)要執(zhí)行這個(gè)finally。還是原來簡單的例子加上finally語句塊如下，代碼如下：

number = 'hello'try：	print(number[500])	#數(shù)組越界訪問，拋出IndexError異常except IndexError：	print("下標(biāo)越界啦！")finally：	print("finally！")print("繼續(xù)運(yùn)行...")		#運(yùn)行

結(jié)果如下，數(shù)據(jù)越界訪問異常被捕獲到后，先執(zhí)行except 語句塊，完畢后接著執(zhí)行了finally語句塊。因?yàn)楫惓１粓?zhí)行，所以后面代碼繼續(xù)運(yùn)行。

下標(biāo)越界啦！finally！
繼續(xù)運(yùn)行...

??對(duì)try語句塊進(jìn)行修改，打印abc變量值，因?yàn)閍bc變量沒定義，所以會(huì)出現(xiàn)不會(huì)被捕獲的NameError異常信號(hào)，代碼如下所示：

number = 'hello'try：	print(abc)	#變量未被定義，拋出NameError異常except IndexError：	print("下標(biāo)越界啦！")finally：	print("finally！")print("繼續(xù)運(yùn)行...")	#不運(yùn)行

結(jié)果如下，因?yàn)镹ameError異常信號(hào)沒法被處理，所以解釋器將程序中斷，并將錯(cuò)誤信息輸出，但這過程中依然會(huì)執(zhí)行finally語句塊的內(nèi)容。因?yàn)槌绦虮黄戎袛嗔?，所以后面代碼不運(yùn)行。

finally！	#異常沒被捕獲，也執(zhí)行了finallyTraceback (most recent call last):
	File "E:/Test_code/test.py",line 3,in <module>
   		print("abc")NameError: name 'abc' is not defined

??理解到這里，相信:try…finally…這種機(jī)制應(yīng)該也不難理解了，因?yàn)槭÷粤薳xcept 捕獲異常機(jī)制，所以異常不可能被處理，解釋器會(huì)將程序中斷，并將錯(cuò)誤信息輸出，但finally語句塊的內(nèi)容依然會(huì)被執(zhí)行。例子代碼如下：

number = 'hello'try：	print(abc)	#變量未被定義，拋出NameError異常finally：	print("finally！")print("繼續(xù)運(yùn)行...")

運(yùn)行結(jié)果：

finally！	#異常沒被捕獲，也執(zhí)行了finallyTraceback (most recent call last):
	File "E:/Test_code/test.py",line 3,in <module>
   		print("abc")NameError: name 'abc' is not defined

4、assert斷言處理機(jī)制

??assert語句先判斷assert后面緊跟的語句是True還是False，如果是True則繼續(xù)往下執(zhí)行語句，如果是False則中斷程序，將錯(cuò)誤信息輸出。

assert 1 == 1 	#為True正常運(yùn)行assert 1 == 2	#為False,終止程序，錯(cuò)誤信息輸出

5、with…as處理機(jī)制

??with…as一般常用在文件處理上，我們平時(shí)在使用類似文件的流對(duì)象時(shí)，使用完畢后要調(diào)用close方法關(guān)閉，很麻煩，這里with…as語句提供了一個(gè)非常方便且人性的替代方法，即使突發(fā)情況也能正常關(guān)閉文件。舉個(gè)例子代碼如下，open打開文件后將返回的文件流對(duì)象賦值給fd，然后在with語句塊中使用。

with open('e:/test.txt','r') as fd:
	fd.read()
	print(abc)	#變量未被定義，程序終止，錯(cuò)誤信息輸出print("繼續(xù)運(yùn)行...")

??正常情況下，這里的with語句塊完畢之后，會(huì)自動(dòng)關(guān)閉文件。但如果with語句執(zhí)行中發(fā)生異常，如代碼中的變量未定義異常，則會(huì)采用默認(rèn)異常處理機(jī)制，程序終止，錯(cuò)誤信息輸出，后面代碼不被運(yùn)行，文件也會(huì)正常關(guān)閉。

三、python異常自定義

??說了這么多異常的使用，終于可以回到我前言所說的在實(shí)際項(xiàng)目中存在的問題，即錯(cuò)誤碼的返回和數(shù)值的返回是沖突的（因?yàn)殄e(cuò)誤碼也是數(shù)值），這時(shí)候便可以用異常的拋出和捕獲來完成錯(cuò)誤碼的傳遞，即try和except 。但系統(tǒng)發(fā)生異常時(shí)拋出的是系統(tǒng)本身定義好的異常類型，跟自己的錯(cuò)誤碼又有何關(guān)系？這就是我接下來要說的內(nèi)容：如何定義自己的異常并且能夠被except 所捕獲。

1、異常自定義

??實(shí)際開發(fā)中，有時(shí)候系統(tǒng)提供的異常類型往往都不能滿足開發(fā)的需求。這時(shí)候就要使用到異常的自定義啦，你可以通過創(chuàng)建一個(gè)新的異常類來擁有自己的異常。自己定義的異常類繼承自 Exception 類，可以直接繼承，或者間接繼承。栗子舉起來：

class MyException(Exception):
    '''自定義的異常類'''
    def __init__(self, error_num):	#異常類對(duì)象的初始化屬性
        self.error_num = error_num    def __str__(self):				#返回異常類對(duì)象說明信息
        err_info = ['超時(shí)錯(cuò)誤','接收錯(cuò)誤']
        return err_info[self.error_num]

??該類繼承自Exception 類，并且新類的名字為MyException，這跟前面我們一直在用的IndexError這個(gè)異常類一樣，都是繼承自Exception 類。__init__為構(gòu)造函數(shù)，當(dāng)我們創(chuàng)建對(duì)象時(shí)便會(huì)自動(dòng)調(diào)用，__str__為對(duì)象說明信息函數(shù)，當(dāng)使用print輸出對(duì)象的時(shí)候，只要自己定義了__str__方法，那么就會(huì)打印從在這個(gè)方法中return的數(shù)據(jù)。
??即print(MyException(0))時(shí)，便可打印“超時(shí)錯(cuò)誤”這個(gè)字符串，print(MyException(1))時(shí)，便可打印“接收錯(cuò)誤”這個(gè)字符串，心細(xì)的你應(yīng)該可以理解，MyException(x)為臨時(shí)對(duì)象（x是傳入錯(cuò)誤碼參數(shù)，這里只定義了0和1），與a = MyException(x)，a為對(duì)象一個(gè)樣子 。 這里有一個(gè)好玩的說法，在python中方法名如果是__xxxx__()的，那么就有特殊的功能，因此叫做“魔法”方法。

2、異常拋出raise

??現(xiàn)在我們自己定義的錯(cuò)誤定義好了（上面的MyException），怎么能像IndexError一樣讓except捕獲到呢？于是乎raise關(guān)鍵字派上用場(chǎng)。我們?cè)诋惓C(jī)制中用try…except時(shí)，一般都是將可能產(chǎn)生的錯(cuò)誤代碼放到try語句塊中，這時(shí)出現(xiàn)異常則系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)將其拋出，比如IndexError，這樣except就能捕獲到，所以我們只要將自定義的異常在需要的時(shí)候?qū)⑵鋻伋黾纯伞?br/> ??raise 唯一的一個(gè)參數(shù)指定了要被拋出的異常。它必須是一個(gè)異常的實(shí)例或者是異常的類（也就是 Exception 的子類），那么我們剛剛定義的異常類就可以用啦，舉個(gè)簡單例子：

try:
    raise MyException(0)	# 自己定義的錯(cuò)誤類，將錯(cuò)誤碼為0的錯(cuò)誤拋出except MyException as e:
    print(e) 	  			# 輸出的是__str__返回的內(nèi)容，即“超時(shí)錯(cuò)誤”

??這里我直接將自己定義的錯(cuò)誤拋出，…as e就是把得到的錯(cuò)誤當(dāng)成對(duì)象e，這樣才可以訪問其屬性和方法。因?yàn)樽约憾x的錯(cuò)誤中可以支持多個(gè)錯(cuò)誤碼（本質(zhì)還是MyException這個(gè)錯(cuò)誤），所以便可實(shí)現(xiàn)傳入不同錯(cuò)誤碼就可打印不同錯(cuò)誤信息。

3、異常捕獲

??只要我們?cè)趖ry中將錯(cuò)誤raise出來，except就可以捕獲到（當(dāng)然，異常必須是Exception 子類才能被捕獲），將前面兩個(gè)例子整合起來，代碼如下：

'''錯(cuò)誤碼：0代表超時(shí)錯(cuò)誤，1代表接收錯(cuò)誤'''class MyException(Exception):
    '''自定義的異常類'''
    def __init__(self, error_num):	# 異常類對(duì)象的初始化屬性
        self.error_num= error_num    def __str__(self):				# 返回異常類對(duì)象指定錯(cuò)誤碼的信息
        err_info = ['超時(shí)錯(cuò)誤','接收錯(cuò)誤']
        return err_info[self.error_num]def fun()
	raise MyException(1) 			# 拋出異常對(duì)象，傳入錯(cuò)誤碼1def demo_main():
    try:
        fun()
    except MyException as ex:		# 這里要使用MyException進(jìn)行捕獲，對(duì)象為ex
        print(ex) 	   				# 輸出的是__str__部分返回的內(nèi)容，即“接收錯(cuò)誤”
        print(ex.error_num) 		# 輸出的是__init__中定義的error_num，即1demo_main()							#此處開始運(yùn)行

??代碼從demo_main函數(shù)開始執(zhí)行，進(jìn)入try語句塊，語句塊中的fun()函數(shù)模擬代碼運(yùn)行失敗時(shí)raise 自定義的異常，except 正常接收后通過as 關(guān)鍵字得到異常對(duì)象，訪問該異常對(duì)象，便可正常輸出自定義的異常信息和自定義的錯(cuò)誤碼。

四、異常使用注意事項(xiàng)

此注意事項(xiàng)參考博文：異常機(jī)制使用細(xì)則.

1、不要太依賴異常機(jī)制

??python 的異常機(jī)制非常方便，對(duì)于信息的傳遞中十分好用（這里信息的傳遞主要有三種，參數(shù)傳遞，全局變量傳遞，以及異常機(jī)制傳遞），但濫用異常機(jī)制也會(huì)帶來一些負(fù)面影響。過度使用異常主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：①把異常和普通錯(cuò)誤混淆在一起，不再編寫任何錯(cuò)誤處理代碼，而是以簡單地引發(fā)異常來代苦所有的錯(cuò)誤處理。②使用異常處理來代替流程控制。例子如下：

buf = "hello"#例1：使用異常處理來遍歷arr數(shù)組的每個(gè)元素try:
    i = 0    
    while True:
        print (buf [i])
        i += 1except:
    pass#例2：使用流程控制避免下標(biāo)訪問異常i = 0while i < len(buf ):
    print(buf [i])
    i += 1

??例1中假如循環(huán)過度便會(huì)下標(biāo)訪問異常，這時(shí)候把錯(cuò)誤拋出，再進(jìn)行一系列處理，顯然是不可取的，因?yàn)楫惓C(jī)制的效率比正常的流程控制效率差，顯然例2中簡單的業(yè)務(wù)流程就可以避開這種錯(cuò)誤。所以不要熟悉了異常的使用方法后，遇到這種簡單邏輯，便不管三七二十一引發(fā)異常后再進(jìn)行解決。對(duì)于完全己知的錯(cuò)誤和普通的錯(cuò)誤，應(yīng)該編寫處理這種錯(cuò)誤的代碼，增加程序的健壯性。只有對(duì)于外部的、不能確定和預(yù)知的運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤才使用異常。

2、不要在 try 塊中引入太多的代碼

??在 try 塊里放置大量的代碼，這看上去很“簡單”，代碼框架很容易理解，但因?yàn)?try 塊里的代碼過于龐大，業(yè)務(wù)過于復(fù)雜，就會(huì)造成 try 塊中出現(xiàn)異常的可能性大大增加，從而導(dǎo)致分析異常原因的難度也大大增加。
??而且當(dāng)塊過于龐大時(shí)，就難免在 try 塊后緊跟大量的 except 塊才可以針對(duì)不同的異常提供不同的處理邏輯。在同一個(gè) try 塊后緊跟大量的 except 塊則需要分析它們之間的邏輯關(guān)系，反而增加了編程復(fù)雜度。所以，可以把大塊的 try 塊分割成多個(gè)小塊，然后分別捕獲并處理異常。

3、不要忽略捕獲到的異常

??不要忽略異常！既然己捕獲到異常，那么 except 塊理應(yīng)做些有用的事情，及處理并修復(fù)異常。except 塊整個(gè)為空，或者僅僅打印簡單的異常信息都是不妥的！具體的處理方式為：
①處理異常。對(duì)異常進(jìn)行合適的修復(fù)，然后繞過異常發(fā)生的地方繼續(xù)運(yùn)行；或者用別的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，以代替期望的方法返回值；或者提示用戶重新操作，總之，程序應(yīng)該盡量修復(fù)異常，使程序能恢復(fù)運(yùn)行。
②重新引發(fā)新異常。把在當(dāng)前運(yùn)行環(huán)境下能做的事情盡量做完，然后進(jìn)行異常轉(zhuǎn)譯，把異常包裝成當(dāng)前層的異常，重新傳給上層調(diào)用者。
③在合適的層處理異常。如果當(dāng)前層不清楚如何處理異常，就不要在當(dāng)前層使用 except 語句來捕獲該異常，讓上層調(diào)用者來負(fù)責(zé)處理該異常。

以上是“Python中異常機(jī)制的示例分析”這篇文章的所有內(nèi)容，感謝各位的閱讀！相信大家都有了一定的了解，希望分享的內(nèi)容對(duì)大家有所幫助，如果還想學(xué)習(xí)更多知識(shí)，歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道！