Python基础（九）--异常

1 异常相关概念

1.1 什么是异常

异常是程序运行过程中产生的一种事件，该事件会打乱程序的正常流程。可以说，异常就是一种意外，指程序没有按照正常或期望的方式执行。

当异常产生时，会创建一个相关异常类的对象，该对象含有异常的相关信息。异常产生时，会在异常的上下文中寻找异常处理程序，如果没有异常处理程序，则异常产生之后的语句将不会得到执行。该异常会向上传播。传播的方式为：

①如果异常是在函数中产生的，则传播给函数的调用者

②如果异常是在模块顶级位置产生的，则传播给导入该模块的另一个模块

如果当前模块作为脚本运行，则异常会传播给解释器，如果到了解释器，异常还未解决，则当前线程会终止执行。离异常产生越近的信息，会在越下面显示，因此分析异常时，应该从下往上看。

def A():B()
def B():C()
def C():a = 6 / 0
A()

1.2 常见异常类型

异常命名惯例，以Error结尾。

异常类型	描述
BaseException	Python中所有异常的根类
Exception	BaseException的子类，用户异常的根类
ZeroDivisionError	当除数为0时，产生的异常
AssertionError	断言的异常，当断言条件不满足时产生
ModuleNotFoundError	当使用import导入的模块不存在时产生的异常
IndexError	索引异常，当索引越界时产生
KeyError	键访问异常，当键不存在时会产生
NameError	名称异常，当访问名称不存在时产生
RecursionError	递归异常，当函数调用层次达到最大层次限制时产生
StopIteration	迭代终止异常，当迭代器已经没有元素是产生
SyntaxError	语法错误异常，编写的代码不符合语法规定时产生
ValueError	值异常，当对值处理错误是产生

2 捕获异常

2.1 try...except

在Python中，可以使用try-except的语法来捕获异常，我们可以将其称为异常处理程序。格式如下：

try:可能产生异常的程序except 异常类型1：恢复措施except 异常类型2：恢复措施……except 异常类型n：恢复措施

其中，try用来执行可能会产生异常的程序，而except用来捕获try中产生的异常，用来执行一些恢复或补救操作，或者给出错误的提示信息等。这分为三种情况：

①try语句块没有产生异常。

此时try语句块全部执行完毕，不会执行任何except分支（因为没有异常），然后继续执行try-except之后的语句。

②try语句块中产生异常，except捕获了该异常。

会创建相关异常类型的对象，try异常之后的语句不会得到执行（不论except能否捕获该异常）。然后对该异常对象与各个exception分支不会的异常类型进行匹配。匹配的原则为：isinstance（异常对象，except捕获的异常类型），如果匹配成功，则执行对应的except分支，匹配顺序从上到下。如果能够匹配成功，表示成功捕获异常，try-except之后的语句可以正常执行。

③try语句块中产生异常，但是except没有捕获该异常。

如果try中产生异常，但是except没有捕获该异常，则该异常继续存在，try-except之后的语句不会得到执行。该异常向上传播

捕获异常对象：可以使用except捕获异常，同时，我们也能够使用as语法获取try中产生的异常对象。语法格式为：

try:可能产生异常的代码
except 异常类型 as 变量：处理异常代码

当异常匹配成功时，我们就会将try中产生的异常对象赋值给as变量名，然后，我们就可以在except中使用变量名来访问异常对象了。

try:print(5 / 0)
except ZeroDivisionError as e:# 通过异常对象的args属性获取异常对象构造器的参数。print(e.args)

异常对象的args属性返回一个元组类型，其中存放异常对象创建时，传递给构造器中的参数值。

2.2 捕获多个一次

因为在try语句块中，可能产生不止一种异常，故我们会使用多个except分支来捕获这些可能产生的异常。如果多个异常类之间没有继承关系时，except分支的顺序不是十分重要，但是，当异常类之间存在异常关系时，就一定要将子类放在前面，父类放在后面。因为子类异常对象也是父类异常类的实例，如果将父类分支放在子类分支之前，则就算try中产生子类异常，也会先由父类分支率先捕获，子类分支永远都没有机会执行，这就失去了意义。所以，在捕获异常时，except分支应该按照从特殊性（子类）到一般性（父类）的方式排序。

except还有一种语法，就是不指定异常类型，此时表示捕获所有异常类型。因为捕获所有的异常类型是最广泛的（最具有一般性），所以，如果使用这种方式，则必须将该except置于最后（作为最后一条except分支）。例如：

try:可能产生异常的代码
except:				# 没有指定异常类型，会捕获所有的异常。pass

同时捕获多个异常：当try中产生了两种（或更多）的异常，而多种异常的处理方式又完全相同时，我们使用多条except分支，会造成代码的重复。此时，我们可以使用一条except分支，同时捕获多个异常来代替。

try:# 操作
except (IndexError, KeyError):print("提供值不合法，获取失败！")

这样，无论try中产生IndexError还是KeyError，except分支都可以进行捕获。也许大家会有这样的想法，这种捕获多个异常有什么用呢，使用不指定异常类型的except岂不是更好，能捕获所有异常，可谓“万事通用”。

try:# 操作except:print("提供值不合法，获取失败！")

但是，如果这样做，就很可能会捕获预期之外的异常，从而掩埋真正的问题，令错误不易排查。因此，如果能够捕获更加具体明确的异常类型，我们最好不要使用更加通用一般的异常类型代替。

2.3 else

try-except还可以跟随可选的else语句。语法为：

try:……
except 异常类型:……
else:……

当try中没有产生异常时，就会执行else分支，否则，不执行else分支。似乎感觉，else分支并没有什么作用，完全可以将else分支放在try语句块的后面啊，因为如果产生异常，try中异常之后的语句也不会执行。如果从程序（计算机）的角度讲，确实可以这样进行修改，然而，如果从程序员的角度讲，else还是具有一定的意义的。因为，其可以将“可能产生异常的代码”与“不产生异常后执行的代码”进行有效的分离，从而让程序更加清晰，具有可读性。

else语句的作用：try中的语句应该是可能产生异常的语句，对于不会产生异常的语句，我们就不适合放在try中。else就可以将try中不产生异常的语句从try中分离，令程序结构变得更加清晰。

2.4 finally

try-except还可以带上一个可选的finally。如果同时存在else，则finally必须处于else的后面，其实，except，else，与finally都是可选的。但是，except与finally二者不能同时缺失，即二者至少要存在一个。

finally会在try-except-else之后得到执行（如果存在except或else的话），且一定会得到执行。即无论try是否产生异常，也无论except是否捕获try中产生的异常，finally终将会得到执行。

考虑到finally总是可以执行的特征，我们往往会在finally中执行一些清理的工作。例如，我们在try中申请了一些系统资源（文件读写，数据库连接等），就可以在finally中进行资源释放，从而不会造成资源泄露（资源申请，但没有释放）。如果将释放语句写在try中，则一旦在释放之前产生异常，则资源释放语句就不会得到执行。

# 在try和finally中同时又return时，finally中的return会镇压掉try中的
def fun():try:return 1finally:return 2
print(fun())
# 当try语句体中尝试返回一个变量时，如果在finally中去修改该变量的值，
# 不会影响到返回值的结果（返回的还是修改之前的值）
def fun2():a = 1try:return afinally:a = 2
print(fun2())
# 验证finally是否总会执行
# 1在循环中，通过break尝试跳过finally语句块
for i in range(10):try:breakfinally:print("finally总会执行")
# 2、在方法中，执行return尝试跳过finally语句块。
def f():try:returnfinally:print("finally总会执行")
f()
# 3、调用sys模块的exit方法，尝试跳过finally语句块
import sys
try:sys.exit()
finally:print("finally总会执行")