Python学习笔记(十九)错误处理

时间:2022-12-15 15:19:45

摘抄: https://www.liaoxuefeng.com/wiki/0014316089557264a6b348958f449949df42a6d3a2e542c000/00143191375461417a222c54b7e4d65b258f491c093a515000

本文章完全用于个人复习学习,侵删;

try

让我们用一个例子来看看try的机制:

try:
print('try...')
r
= 10 / 0
print('result:', r)
except ZeroDivisionError as e:
print('except:', e)
finally:
print('finally...')
print('END')

当我们认为某些代码可能会出错时,就可以用try来运行这段代码,如果执行出错,则后续代码不会继续执行,而是直接跳转至错误处理代码,即except语句块,执行完except后,如果有finally语句块,则执行finally语句块,至此,执行完毕。

上面的代码在计算10 / 0时会产生一个除法运算错误:

try...
except: division by zero
finally...
END

从输出可以看到,当错误发生时,后续语句print('result:', r)不会被执行,except由于捕获到ZeroDivisionError,因此被执行。最后,finally语句被执行。然后,程序继续按照流程往下走。

此外,如果没有错误发生,可以在except语句块后面加一个else,当没有错误发生时,会自动执行else语句:

try:
print('try...')
r
= 10 / int('2')
print('result:', r)
except ValueError as e:
print('ValueError:', e)
except ZeroDivisionError as e:
print('ZeroDivisionError:', e)
else:
print('no error!')
finally:
print('finally...')
print('END')

Python的错误其实也是class,所有的错误类型都继承自BaseException,所以在使用except时需要注意的是,它不但捕获该类型的错误,还把其子类也“一网打尽”。比如:

try:
foo()
except ValueError as e:
print('ValueError')
except UnicodeError as e:
print('UnicodeError')

第二个except永远也捕获不到UnicodeError,因为UnicodeErrorValueError的子类,如果有,也被第一个except给捕获了。

Python所有的错误都是从BaseException类派生的,常见的错误类型和继承关系看这里:

https://docs.python.org/3/library/exceptions.html#exception-hierarchy

使用try...except捕获错误还有一个巨大的好处,就是可以跨越多层调用,比如函数main()调用foo()foo()调用bar(),结果bar()出错了,这时,只要main()捕获到了,就可以处理:

def foo(s):
return 10 / int(s)

def bar(s):
return foo(s) * 2

def main():
try:
bar(
'0')
except Exception as e:
print('Error:', e)
finally:
print('finally...')

 

调用堆栈

如果错误没有被捕获,它就会一直往上抛,最后被Python解释器捕获,打印一个错误信息,然后程序退出。来看看err.py

# err.py:
def foo(s):
return 10 / int(s)

def bar(s):
return foo(s) * 2

def main():
bar(
'0')

main()

执行,结果如下:

$ python3 err.py
Traceback (most recent call last):
File
"err.py", line 11, in <module>
main()
File
"err.py", line 9, in main
bar(
'0')
File
"err.py", line 6, in bar
return foo(s) * 2
File
"err.py", line 3, in foo
return 10 / int(s)
ZeroDivisionError: division by zero

出错并不可怕,可怕的是不知道哪里出错了。解读错误信息是定位错误的关键。我们从上往下可以看到整个错误的调用函数链:

错误信息第1行:

Traceback (most recent call last):

告诉我们这是错误的跟踪信息。

第2~3行:

File "err.py", line 11, in <module>
main()

调用main()出错了,在代码文件err.py的第11行代码,但原因是第9行:

 File "err.py", line 9, in main
bar(
'0')

调用bar('0')出错了,在代码文件err.py的第9行代码,但原因是第6行:

 File "err.py", line 6, in bar
return foo(s) * 2

原因是return foo(s) * 2这个语句出错了,但这还不是最终原因,继续往下看:

 File "err.py", line 3, in foo
return 10 / int(s)

原因是return 10 / int(s)这个语句出错了,这是错误产生的源头,因为下面打印了:

ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero

根据错误类型ZeroDivisionError,我们判断,int(s)本身并没有出错,但是int(s)返回0,在计算10 / 0时出错,至此,找到错误源头。

 

记录错误

如果不捕获错误,自然可以让Python解释器来打印出错误堆栈,但程序也被结束了。既然我们能捕获错误,就可以把错误堆栈打印出来,然后分析错误原因,同时,让程序继续执行下去。

Python内置的logging模块可以非常容易地记录错误信息

# err_logging.py

import logging

def foo(s):
return 10 / int(s)

def bar(s):
return foo(s) * 2

def main():
try:
bar(
'0')
except Exception as e:
logging.exception(e)

main()
print('END')

同样是出错,但程序打印完错误信息后会继续执行,并正常退出:

$ python3 err_logging.py
ERROR:root:division by zero
Traceback (most recent call last):
File
"err_logging.py", line 13, in main
bar(
'0')
File
"err_logging.py", line 9, in bar
return foo(s) * 2
File
"err_logging.py", line 6, in foo
return 10 / int(s)
ZeroDivisionError: division by zero
END

通过配置,logging还可以把错误记录到日志文件里,方便事后排查

抛出错误

因为错误是class,捕获一个错误就是捕获到该class的一个实例。因此,错误并不是凭空产生的,而是有意创建并抛出的。Python的内置函数会抛出很多类型的错误,我们自己编写的函数也可以抛出错误。

如果要抛出错误,首先根据需要,可以定义一个错误的class,选择好继承关系,然后,用raise语句抛出一个错误的实例

# err_raise.py
class FooError(ValueError):
pass

def foo(s):
n
= int(s)
if n==0:
raise FooError('invalid value: %s' % s)
return 10 / n

foo(
'0')

执行,可以最后跟踪到我们自己定义的错误:

$ python3 err_raise.py 
Traceback (most recent call last):
File
"err_throw.py", line 11, in <module>
foo(
'0')
File
"err_throw.py", line 8, in foo
raise FooError('invalid value: %s' % s)
__main__.FooError: invalid value: 0

只有在必要的时候才定义我们自己的错误类型。如果可以选择Python已有的内置的错误类型(比如ValueErrorTypeError),尽量使用Python内置的错误类型

最后,我们来看另一种错误处理的方式:

# err_reraise.py

def foo(s):
n
= int(s)
if n==0:
raise ValueError('invalid value: %s' % s)
return 10 / n

def bar():
try:
foo(
'0')
except ValueError as e:
print('ValueError!')
raise

bar()

bar()函数中,我们明明已经捕获了错误,但是,打印一个ValueError!后,又把错误通过raise语句抛出去了,这不有病么?

其实这种错误处理方式不但没病,而且相当常见。捕获错误目的只是记录一下,便于后续追踪。但是,由于当前函数不知道应该怎么处理该错误,所以,最恰当的方式是继续往上抛,让顶层调用者去处理

raise语句如果不带参数,就会把当前错误原样抛出。此外,exceptraise一个Error,还可以把一种类型的错误转化成另一种类型

try:
10 / 0
except ZeroDivisionError:
raise ValueError('input error!')

只要是合理的转换逻辑就可以,但是,决不应该把一个IOError转换成毫不相干的ValueError