异常的本质_调试错误
异常是什么？
软件程序在运行过程中，非常可能遇到刚刚提到的这些问题，我们称之为异常，英文是：Exception，意思是例外。遇到这些例外情况，或者叫异常。
伪代码说明异常机制
如果我们要拷贝一个文件，在没有异常机制的情况下，我们需要考虑各种异常情况，伪代码如下：
这种方式，有两个坏处：
- 逻辑代码和错误处理代码放一起！
- 程序员本身需要考虑的例外情况较复杂，对程序员本身要求较高！
如上情况，如果是用Python的异常机制来处理，对比如下：
异常机制本质：
当程序出现异常，程序安全的退出、处理完后继续执行的机制
python中，引进了很多用来描述和处理异常的类，称为异常类。异常类定义中包含了该类异常的信息和对异常进行处理的方法。下面较为完整的展示了python中内建异常类的继承层次：
我们处理一下，遇到的第一个异常：
#测试简单的0不能做除数异常
a = 3/0
出现异常：
Traceback (most recent call last):File "C:\Users\26648\PycharmProjects\pythonProject1\main.py", line 2, in <module>a = 3/0~^~
ZeroDivisionError: division by zeropython中一切都是对象，异常也采用对象的方式来处理。处理过程：
- 抛出异常：在执行一个方法时，如果发生异常，则这个方法生成代表该异常的一个对象，停止当前执行路径，并把异常对象提交给解释器。
- 捕获异常：解释器得到该异常后，寻找相应的代码来处理该异常
异常的解决思路
解决异常问题的态度
- 学习完异常相关知识点，只是开始对异常有些认识，不意味着你会调试任何异常；
- 调试异常，需要大量的经验作为基础。因此，大家不要在此停留，继续往后学习。碰到每个异常，都要花心思去解决而不要动不动张口问人。通过自己的努力无法解决，再去找老师同学帮助解决。
解决每一个遇到的异常，建议大家遵循如下三点：
- 不慌张，细看信息，定位错误。看清楚报的错误信息，并定位发生错误的地方。
- 百度并查看十个相关帖子。将异常类信息进行百度，至少查看十个以上的相关帖子。
- 以上两步仍然无法解决，找朋友协助解决。
异常解决的关键：定位
当发生异常时，解释器会报相关的错误信息，并会在控制台打印出相关错误信息。我们只需按照从上到下的顺序即可追溯（Trackback）错误发生的过程，最终定位引起错误的那一行代码。
【示例】追溯异常发生的过程
def a():print("run in a() start! ")num = 1/0print("run in a() end! ")
def b():print("run in b() start!")a()print("run in b() end! ")def c():print("run in c() start!")b()print("run in c() end! ")print("step1")
c()
print("step2")
step1
run in c() start!
run in b() start!
run in a() start!
Traceback (most recent call last):File "C:\Users\26648\PycharmProjects\pythonProject1\main.py", line 16, in <module>c()File "C:\Users\26648\PycharmProjects\pythonProject1\main.py", line 12, in cb()File "C:\Users\26648\PycharmProjects\pythonProject1\main.py", line 7, in ba()File "C:\Users\26648\PycharmProjects\pythonProject1\main.py", line 3, in anum = 1/0~^~
ZeroDivisionError: division by zerotry_except基本结构
try...一个except结构
try...except是最常见的异常处理结构。结构如下：
try:被监控的可能引发异常的语句块
except BaseException [as e]:异常处理语句块
异常处理语句块
try块包含着可能引发异常的代码，except块则用来捕捉和处理发生的异常。- 执行的时候，如果
try块中没有引发异常，则跳过ecept块继续执行后续代码； - 执行的时候，如果
try块中发生了异常，则跳过try块中的后续代码，跳到相应的except块中处理异常；异常处理完后，继续执行后续代码。
【示例】遇到异常的执行顺序
#测试简单的0不能做除数异常
try:print("step1")a = 3/0print("step2")
except BaseException as e:print("step3")print(e)
print("step4")
除数为0，遇到异常输出结果：
step1
step3
division by zero
step4
【示例】循环输入数字，如果不是数字则处理异常；直到输入88，则结束循环。
while True:try:x = int(input("请输入一个数字："))print("您入的数字是",x)if x==88:print("退出程序")breakexcept:print("异常：输入的不是一个数字")
执行结果：
请输入一个数字：12
您入的数字是 12
请输入一个数字：abc
异常：输入的不是一个数字
请输入一个数字：@@@
异常：输入的不是一个数字
请输入一个数字：88
您入的数字是 88
退出程序
try...多个except结构
一般建议尽量捕获可能出现的多个异常（按照先子类后父类的顺序），并且针对性的写出异常处理代码。为了避免遗漏可能出现的异常，可以在最后增加BaseException。结构如下：
try:被监控的、可能引发异常的语句块
except Exception1:处理Exception1的语句块
except Exception2:处理Exception2的语句块
[...]
except BaseException：处理可能遗漏的异常的语句块
【示例】多个except结构
try:a = input("请输入被除数：")b = input("请输入除数：")c = float(a)/float(b)print(c)
except ZeroDivisionError:print("异常：除数不能为0")
except TypeError:print("异常：除数和被除数都应该为数值类型")
except BaseException as e:print(e)print(type(e))
测试
请输入被除数：100
请输入除数：0
异常：除数不能为0try...except...else结构
try...except...else结构增加了else块。如果try块中没有抛出异常，则执行else块。如果try块中抛出异常，则执行except块，不执行else块。
【示例】try...except...else结构执行测试
try:a = input("请输入被除数：")b = input("请输入除数：")c = float(a)/float(b)
except BaseException as e:print(e)
else:print("除的结果是：",c)
发生异常的执行情况（执行except块，没有执行else）：
请输入被除数：100
请输入除数：0
float division by zero
没有发生异常的执行情况（执行完try块后，执行else）：
请输入被除数：10
请输入除数：5
除的结果是： 2.0
try...except...finally结构
try...except...finally结构中，finally块无论是否发生异常都会被执行；通常用来释放try块中申请的资源。
【示例】try...except...finally结构简单测试
try:a = input("请输入一个被除数：")b = input("请输入一个除数：")c = float(a)/float(b)
except BaseException as e:print(e)
else:print(c)
finally:print("我是finally中的语句，无论发生异常与否，都执行！")
print("程序结束！")
执行结果如下：
请输入一个被除数：100
请输入一个除数：0
float division by zero
我是finally中的语句，无论发生异常与否，都执行！
程序结束！【示例】读取文件，finally中保证关闭文件资源
try:f = open("d:/a.txt",'r')content = f.readline()print(content)
except BaseException as e:print(e)
finally:f.close() #释放资源。此处也可能会发生异常。若发生异常，则程序终止,不会继续往下执行
print("step4")
发生异常的执行结果：
Traceback (most recent call last):File "C:\Users\26648\PycharmProjects\pythonProject1\main.py", line 8, in <module>f.close() #释放资源。此处也可能会发生异常。若发生异常，则程序终止,不会继续往下执行^
NameError: name 'f' is not defined
[Errno 2] No such file or directory: 'd:/a.txt'return语句和异常处理问题
由于return有两种作用：结束方法运行、返回值。我们一般不把return放到异常处理结构中，而是放到方法最后。
【示例】return和异常结构的正确处理方式
def test01():print("step1")try:x = 3/0# return "a"except:print("step2")print("异常：0不能做除数")#return "b"finally:print("step4")#return "d"print("step5")return "e" #一般不要将return语句放到try、except、else、finally块中，会发生一些意想不到的错误。建议放到方法最后。
print(test01())
执行结果：
step1
step2
异常：0不能做除数
step4
step5
e常见异常汇总
常见异常的解决
Python中的异常都派生自BaseException类，本节我们测试和列出常见的一些异常，方便初学者掌握。
SyntaxError：语法错误
int a =3 ^
SyntaxError: invalid syntax
NameError：尝试访问一个没有申明的变量
print(a)
NameError: name 'a' is not defined
ZeroDivisionError：除数为0错误（零除错误）
a = 3/0
ZeroDivisionError: division by zero
ValueError：数值错误
float("gaoqi")
ValueError: could not convert string to float: 'gaoqi'
TypeError：类型错误
123+"abc"
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'
AttributeError：访问对象的不存在的属性
a=100
a.sayhi()
AttributeError: 'int' object has no attribute 'sayhi'
IndexError：索引越界异常
a = [4,5,6]
a[10]
IndexError: list index out of range
KeyError：字典的关键字不存在
a = {'name':"gaoqi",'age':18}
a['salary']
KeyError: 'salary'
常见异常汇总
| 异常名称 | 说明 |
| ArithmeticError | 所有数值计算错误的基类 |
| AssertionError | 断言语句失败 |
| AttributeError | 对象没有这个属性 |
| BaseException | 所有异常的基类 |
| DeprecationWarning | 关于被弃用的特征的警告 |
| EnvironmentError | 操作系统错误的基类 |
| EOFError | 没有内建输入,到达EOF 标记 |
| Exception | 常规错误的基类 |
| FloatingPointError | 浮点计算错误 |
| FutureWarning | 关于构造将来语义会有改变的警告 |
| GeneratorExit | 生成器(generator)发生异常来通知退出 |
| ImportError | 导入模块/对象失败 |
| IndentationError | 缩进错误 |
| IndexError | 序列中没有此索引(index) |
| IOError | 输入/输出操作失败 |
| KeyboardInterrupt | 用户中断执行(通常是输入^C) |
| KeyError | 映射中没有这个键 |
| LookupError | 无效数据查询的基类 |
| MemoryError | 内存溢出错误(对于Python 解释器不是致命的) |
| NameError | 未声明/初始化对象 (没有属性) |
| NotImplementedError | 尚未实现的方法 |
| OSError | 操作系统错误 |
| OverflowError | 数值运算超出最大限制 |
| OverflowWarning | 旧的关于自动提升为长整型(long)的警告 |
| PendingDeprecationWarning | 关于特性将会被废弃的警告 |
| ReferenceError | 弱引用(Weak reference)试图访问已经垃圾回收了的对象 |
| RuntimeError | 一般的运行时错误 |
| RuntimeWarning | 可疑的运行时行为(runtime behavior)的警告 |
| StandardError | 所有的内建标准异常的基类 |
| StopIteration | 迭代器没有更多的值 |
| SyntaxError | Python 语法错误 |
| SyntaxWarning | 可疑的语法的警告 |
| SystemError | 一般的解释器系统错误 |
| SystemExit | 解释器请求退出 |
| TabError | Tab 和空格混用 |
| TypeError | 对类型无效的操作 |
| UnboundLocalError | 访问未初始化的本地变量 |
| UnicodeDecodeError | Unicode 解码时的错误 |
| UnicodeEncodeError | Unicode 编码时错误 |
| UnicodeError | Unicode 相关的错误 |
| UnicodeTranslateError | Unicode 转换时错误 |
| UserWarning | 用户代码生成的警告 |
| ValueError | 传入无效的参数 |
| Warning | 警告的基类 |
| WindowsError | 系统调用失败 |
| ZeroDivisionError | 除(或取模)零 (所有数据类型) |
with上下文管理资源
finally块由于是否发生异常都会执行，通常我们放释放资源的代码。其实，我们可以通过with上下文管理，更方便的实现释放资源的操作。
with上下文管理的语法结构如下：
with context_expr [ as var]：语句块
with上下文管理可以自动管理资源，在with代码块执行完毕后自动还原进入该代码之前的现场或上下文。不论何种原因跳出with块，不论是否有异常，总能保证资源正常释放。极大的简化了工作，在文件操作、网络通信相关的场合非常常用。
【示例】with上下文管理文件操作
with open("d:/bb.txt") as f:for line in f:print(line)
运行结果：就是你在D盘的bb.txt文件里面的东西，注意：中文会乱码。下面的代码查找就不会乱码。
with open("d:/bb.txt", encoding="utf-8") as f:for line in f:print(line)
traceback模块和生成异常日志
【示例】使用traceback模块打印异常信息
import traceback
try:print("step1")num = 1/0
except:traceback.print_exc()运行结果：
import traceback
try:print("step1")num = 1/0
except:traceback.print_exc()自定义异常类
程序开发中，有时候我们也需要自己定义异常类。自定义异常类一般都是运行时异常，通常继承Exception或其子类即可。命名一般以Error、Exception为后缀。
自定义异常由raise语句主动抛出。
【示例】自定义异常类和raise语句
#测试自定义异常类
class AgeError(Exception): #继承Exceptiondef __init__(self,errorInfo):Exception.__init__(self)self.errorInfo = errorInfodef __str__(self):return str(self.errorInfo)+",年龄错误！应该在1-150之间"
############测试代码################
if __name__ == "__main__": #如果为True，则模块是作为独立文件运行，可以执行测试代码age = int(input("输入一个年龄:"))if age<1 or age>150:raise AgeError(age)else:print("正常的年龄：",age)
输入一个年龄:200
Traceback (most recent call last):File "C:\Users\26648\PycharmProjects\pythonProject1\main.py", line 12, in <module>raise AgeError(age)
AgeError: 200,年龄错误！应该在1-150之间自定义异常类一般都是运行时异常，通常继承Exception或其子类即可。命名一般以Error、Exception为后缀。
自定义异常由raise语句主动抛出。
pycharm调试模式_debug视图
- 进行调试的核心是设置断点。
- 程序执行到断点时，暂时挂起，停止执行。就像看视频按下停止一样，我们可以详细的观看停止处的每一个细节。
断点
程序运行到此处，暂时挂起，停止执行。我们可以详细在此时观察程序的运行情况，方便做出进一步的判断。
-
设置断点：
在行号后面单击即可增加断点。在断点上再单击即可取消断点。
-
进入调试视图
我们通过如下三种方式都可以进入调试视图：
-
单击工具栏上的按钮
-
右键单击编辑区，点击：
debug ‘模块名’ -
快捷键：
shift+F9
进入调试视图后，布局如下：
-
左侧为“浏览帧”：
调试器列出断点处，当前线程正在运行的方法，每个方法对应一个“栈帧”。最上面的是当前断点所处的方法。
-
变量值观察区：
-
调试器列出了断点处所在方法相关的变量值。我们可以通过它，查看变量的值的变化。
我们通过上图中的按钮进行调试操作，它们的含义如下：
| 中文名称 | 英文名称 | 图标 | 说明 |
| 单步调试：遇到函数跳过 | step over |  | 若当前执行的是一个函数，则会把这个函数当做整体一步执行完。不会进入这个函数内部 |
| 单步调试：遇到函数进入 | step into |  | 若当前执行的是一个函数，则会进入这个函数内部 |
| 跳出函数 | step out |  | 当单步执行到子函数内时，用step out就可以执行完子函数余下部分，并返回到上一层函数 |
| 执行的光标处 | run to cursor |  | 一直执行，到光标处停止，用在循环内部时，点击一次就执行一个循环 |
