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Datawhale~Python~Day03~异常处理

热度：5   发布时间：2024-01-31 23:05:12.0

写在前面：

  • 非常感谢DataWhale这个平台，感谢大家为我们的付出，整理的资料和答疑解惑！
  • 下面借鉴菜鸟教程，补充一些raise和自定义异常的内容

异常处理

异常就是运行期检测到的错误。计算机语言针对可能出现的错误定义了异常类型，某种错误引发对应的异常时，异常处理程序将被启动，从而恢复程序的正常运行。

手动设置异常，捕捉可能的异常，保证程序友好。方便调试！
从菜鸟盗过来一张图：

1. Python 标准异常总结

  • BaseException：所有异常的 基类
  • Exception：常规异常的 基类
  • StandardError：所有的内建标准异常的基类
  • ArithmeticError：所有数值计算异常的基类
  • FloatingPointError：浮点计算异常
  • OverflowError：数值运算超出最大限制
  • ZeroDivisionError：除数为零
  • AssertionError：断言语句（assert）失败
  • AttributeError：尝试访问未知的对象属性
  • EOFError：没有内建输入，到达EOF标记
  • EnvironmentError：操作系统异常的基类
  • IOError：输入/输出操作失败
  • OSError：操作系统产生的异常（例如打开一个不存在的文件）
  • WindowsError：系统调用失败
  • ImportError：导入模块失败的时候
  • KeyboardInterrupt：用户中断执行
  • LookupError：无效数据查询的基类
  • IndexError：索引超出序列的范围
  • KeyError：字典中查找一个不存在的关键字
  • MemoryError：内存溢出（可通过删除对象释放内存）
  • NameError：尝试访问一个不存在的变量
  • UnboundLocalError：访问未初始化的本地变量
  • ReferenceError：弱引用试图访问已经垃圾回收了的对象
  • RuntimeError：一般的运行时异常
  • NotImplementedError：尚未实现的方法
  • SyntaxError：语法错误导致的异常
  • IndentationError：缩进错误导致的异常
  • TabError：Tab和空格混用
  • SystemError：一般的解释器系统异常
  • TypeError：不同类型间的无效操作
  • ValueError：传入无效的参数
  • UnicodeError：Unicode相关的异常
  • UnicodeDecodeError：Unicode解码时的异常
  • UnicodeEncodeError：Unicode编码错误导致的异常
  • UnicodeTranslateError：Unicode转换错误导致的异常

异常体系内部有层次关系，Python异常体系中的部分关系如下所示：

2. Python标准警告总结

  • Warning：警告的基类
  • DeprecationWarning：关于被弃用的特征的警告
  • FutureWarning：关于构造将来语义会有改变的警告
  • UserWarning：用户代码生成的警告
  • PendingDeprecationWarning：关于特性将会被废弃的警告
  • RuntimeWarning：可疑的运行时行为(runtime behavior)的警告
  • SyntaxWarning：可疑语法的警告
  • ImportWarning：用于在导入模块过程中触发的警告
  • UnicodeWarning：与Unicode相关的警告
  • BytesWarning：与字节或字节码相关的警告
  • ResourceWarning：与资源使用相关的警告

3. try - except 语句

try:检测范围
except Exception[as reason]:出现异常后的处理代码
else: # 此处可以省略若没有发现异常，执行此处

try 语句按照如下方式工作：

  • 首先，执行try子句（在关键字try和关键字except之间的语句）
  • 如果没有异常发生，忽略except子句，try子句执行后结束。
  • 如果在执行try子句的过程中发生了异常，那么try子句余下的部分将被忽略。如果异常的类型和except之后的名称相符，那么对应的except子句将被执行。最后执行try语句之后的代码。
  • 如果一个异常没有与任何的except匹配，那么这个异常将会传递给上层的try中。

【例子】

try:f = open('test.txt')print(f.read())f.close()
except OSError:print('打开文件出错')# 打开文件出错

【例子】

try:f = open('test.txt')print(f.read())f.close()
except OSError as error:print('打开文件出错\n原因是：' + str(error))# 打开文件出错
# 原因是：[Errno 2] No such file or directory: 'test.txt'

一个try语句可能包含多个except子句，分别来处理不同的特定的异常。最多只有一个分支会被执行。

【例子】

try:int("abc")s = 1 + '1'f = open('test.txt')print(f.read())f.close()
except OSError as error:print('打开文件出错\n原因是：' + str(error))
except TypeError as error:print('类型出错\n原因是：' + str(error))
except ValueError as error:print('数值出错\n原因是：' + str(error))# 数值出错
# 原因是：invalid literal for int() with base 10: 'abc'

【例子】

dict1 = {'a': 1, 'b': 2, 'v': 22}
try:x = dict1['y']
except LookupError:print('查询错误')
except KeyError:print('键错误')
else:print(x)
# 查询错误

try-except-else语句尝试查询不在dict中的键值对，从而引发了异常。这一异常准确地说应属于KeyError，但由于KeyError是LookupError的子类，且将LookupError置于KeyError之前，因此程序优先执行该except代码块。所以，使用多个except代码块时，必须坚持对其规范排序，要从最具针对性的异常到最通用的异常。
【例子】

dict1 = {'a': 1, 'b': 2, 'v': 22}
try:x = dict1['y']
except KeyError:print('键错误')
except LookupError:print('查询错误')
else:print(x)# 键错误

【例子】一个 except 子句可以同时处理多个异常，这些异常将被放在一个括号里成为一个元组。

try:s = 1 + '1'int("abc")f = open('test.txt')print(f.read())f.close()
except (OSError, TypeError, ValueError) as error:print('出错了！\n原因是：' + str(error))# 出错了！
# 原因是：unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'

4. try - except - finally 语句

try:检测范围
except Exception[as reason]:出现异常后的处理代码
finally:无论如何都会被执行的代码

不管try子句里面有没有发生异常，finally子句都会执行。

如果一个异常在try子句里被抛出，而又没有任何的except把它截住，那么这个异常会在finally子句执行后被抛出。

【例子】

def divide(x, y):try:result = x / yprint("result is", result)except ZeroDivisionError:print("division by zero!")finally:print("executing finally clause")divide(2, 1)
# result is 2.0
# executing finally clause
divide(2, 0)
# division by zero!
# executing finally clause
divide("2", "1")
# executing finally clause
# TypeError: unsupported operand type(s) for /: 'str' and 'str'

5. try - except - else 语句

如果在try子句执行时没有发生异常，Python将执行else语句后的语句。

try:检测范围
except:出现异常后的处理代码
else:如果没有异常执行这块代码

使用except而不带任何异常类型，这不是一个很好的方式，我们不能通过该程序识别出具体的异常信息，因为它捕获所有的异常。

try:检测范围
except(Exception1[, Exception2[,...ExceptionN]]]):发生以上多个异常中的一个，执行这块代码
else:如果没有异常执行这块代码

【例子】

try:fh = open("testfile", "w")fh.write("这是一个测试文件，用于测试异常!!")
except IOError:print("Error: 没有找到文件或读取文件失败")
else:print("内容写入文件成功")fh.close()# 内容写入文件成功

注意：else语句的存在必须以except语句的存在为前提，在没有except语句的try语句中使用else语句，会引发语法错误。

6. raise语句

raise语句可以主动触发异常

格式： raise [Exception [, args [, traceback]]]；
语句中 Exception 是异常的类型（例如，NameError）参数标准异常中任一种，args是自已提供的异常参数。最后一个参数是可选的（在实践中很少使用），如果存在，是跟踪异常对象。

一个异常可以是一个字符串，类或对象。

Python的内核提供的异常，大多数都是实例化的类，这是一个类的实例的参数。

  • 定义一个异常非常简单，如下所示：
# 自定义异常,触发异常后，后面的代码就不会再执行
def demo(name = 'SpongeBoB'):if name is not 'Patrick Star':raise Exception('This is not Patrick Star:',name)print('can\'t be executed')print('excuted')
""" Exception Traceback (most recent call last) <ipython-input-11-0ac004a6afed> in <module> ----> 1 demo()<ipython-input-10-ec2c2f4f15cc> in demo(name)2 def demo(name = 'SpongeBoB'):3 if name is not 'Patrick Star': ----> 4 raise Exception('This is not Patrick Star:',name)5 print('can\'t be executed')6 print('excuted')Exception: ('This is not Patrick Star:', 'SpongeBoB') """

Python 使用raise语句抛出一个指定的异常。

【例子】

try:raise NameError('HiThere')
except NameError:print('An exception flew by!')# An exception flew by!

raise 唯一的一个参数指定了要被抛出的异常。它必须是一个异常的实例或者是异常的类（也就是 Exception 的子类）。

如果你只想知道这是否抛出了一个异常，并不想去处理它，那么一个简单的raise 语句就可以再次把它抛出。

>>> try:raise NameError('HiThere')except NameError:print('An exception flew by!')raiseAn exception flew by!
Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 2, in ?
NameError: HiThere

7. 自定义异常

根据自己的需求定义特殊的异常类，需要继承异常类的基类Exception，可以直接继承，或者间接继承。

自己定义的异常类需要注意：

  • 继承异常类的基类Exception
  • 重写__init__(self, object)：传入自己业务的变量
  • 重写__str__：打印异常信息

自己定义的异常类一般也是以Error结尾，可以自己定义一个基类，然后具体的业务要求定义具体的异常类，继承自己定义的异常基类。此处来自菜鸟

class Error(Exception):"""Base class for exceptions in this module."""passclass InputError(Error):"""Exception raised for errors in the input.Attributes:expression -- input expression in which the error occurredmessage -- explanation of the error"""def __init__(self, expression, message):self.expression = expressionself.message = messageclass TransitionError(Error):"""Raised when an operation attempts a state transition that's notallowed.Attributes:previous -- state at beginning of transitionnext -- attempted new statemessage -- explanation of why the specific transition is not allowed"""def __init__(self, previous, next, message):self.previous = previousself.next = nextself.message = message

下面是我自己定义的一个完整的自定义异常类，加捕捉的例子：

user_dict = {'Tom':'123456','Sam':'111111'}
# 基类异常
class myError(Exception):def __init__(self, error):self.error = errordef __str__(self):print('encounter some error')
# 用户名判断异常
class userError(myError):def __init__(self, name):self.name = namedef __str__(self):return 'The username:{name} is not registered'.format(name = self.name)
# 密码判断异常
class pswError(myError):def __init__(self, name):self.name = namedef __str__(self):return 'Password Error! please reset your password!'
# 执行
def judge():name = input('Please input you username:')psw = input('Please input you password:')try: # 捕捉异常if name in user_dict.keys():if user_dict[name] == psw:print('succeed!')else: # raise 抛出异常raise pswError(name)else:raise userError(name)except Exception as result: print(result)
# except可以直接捕获基类，就不需要分别捕获之前的几个异常了

实验结果：

Please input you username:Haha
Please input you password:123
The username:Haha is not registeredPlease input you username:Tom
Please input you password:123
Password Error! please reset your password!Please input you username:Tom
Please input you password:123456
succeed!

* 练习题

【题目描述】猜数字游戏
        电脑产生一个零到100之间的随机数字，然后让用户来猜，如果用户猜的数字比这个数字大，提示太大，否则提示太小，当用户正好猜中电脑会提示，“恭喜你猜到了这个数是…”。在用户每次猜测之前程序会输出用户是第几次猜测，如果用户输入的根本不是一个数字，程序会告诉用户"输入无效"。

(尝试使用try catch异常处理结构对输入情况进行处理)

获取随机数采用random模块。

def judge():count = 1print('猜测一个0-100之间的整数：')while True:try:guess_num = input('第{count}次猜，请输入一个0-100之间的整数：'.format(count =  count)) # input输入的任何内容的类型都是strif not guess_num.isdigit(): # isdigit()可以判断字符串是否是纯数字类型raise Exception('输入无效')guess_num = int(guess_num) # 需要将str转为int才能和int比较哦if guess_num < rand_num:print('太小')elif guess_num > rand_num:print('太大')else:print('答对啦！')break # 答对之后要跳出循环哦~except Exception as result:print(result)count += 1

结果：

猜测一个0-100之间的整数：
第1次猜，请输入一个0-100之间的整数：96
太大
第2次猜，请输入一个0-100之间的整数：40
太小
第3次猜，请输入一个0-100之间的整数：50
太小
第4次猜，请输入一个0-100之间的整数：57
太小
第5次猜，请输入一个0-100之间的整数：58
答对啦！
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