到目前为止,错误消息还没有被提及,但是如果您尝试过这些示例,您可能已经看到了一些。有(至少)两种可区分的错误:语法错误异常

8.1  语法错误

语法错误,也称为解析错误,可能是您在学习 Python 时遇到的最常见的抱怨:

>>>
>>> while True print('Hello world')
  File "<stdin>", line 1
    while True print('Hello world')
                   ^
SyntaxError: invalid syntax
解析器重复有问题的行并显示一个小“箭头”,指向检测到错误的行中最早的点。错误是由箭头前面的标记引起的(或至少在箭头处检测到):在示例中,在函数处检测到错误,因为在它之前缺少print()冒号 ( )。':'打印文件名和行号,以便您知道在输入来自脚本的情况下在哪里查看。

8.2 例外

即使语句或表达式在语法上是正确的,当尝试执行它时也可能会导致错误。在执行过程中检测到的错误称为异常并且不是无条件致命的:您很快就会学习如何在 Python 程序中处理它们。然而,大多数异常不是由程序处理的,并且会导致如下所示的错误消息:

>>>
>>> 10 * (1/0)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ZeroDivisionError: division by zero
>>> 4 + spam*3
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'spam' is not defined
>>> '2' + 2
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: Can't convert 'int' object to str implicitly
错误消息的最后一行表明发生了什么。异常有不同的类型,类型作为消息的一部分打印:示例中的类型是ZeroDivisionError,NameErrorTypeError. 打印为异常类型的字符串是发生的内置异常的名称。这对于所有内置异常都是正确的,但对于用户定义的异常不必是正确的(尽管它是一个有用的约定)。标准异常名称是内置标识符(不是保留关键字)。

该行的其余部分根据异常类型及其原因提供详细信息。

错误消息的前面部分以堆栈回溯的形式显示了异常发生的上下文。一般来说,它包含一个堆栈回溯,列出源代码行;但是,它不会显示从标准输入读取的行。

内置异常列出了内置异常及其含义。

8.3 处理异常

可以编写处理选定异常的程序。看下面的例子,它要求用户输入,直到输入一个有效的整数,但允许用户中断程序(使用Control-C或操作系统支持的任何东西);KeyboardInterrupt请注意,通过引发异常来表示用户生成的中断。

>>>
>>> while True:
...     try:
...         x = int(input("Please enter a number: "))
...         break
...     except ValueError:
...         print("Oops!  That was no valid number.  Try again...")
...

try语句的工作方式如下。

  • 首先,执行try 子句(thetry和 except关键字之间的语句)。
  • 如果没有发生异常,则跳过 except 子句try并完成语句的执行。
  • 如果在 try 子句执行期间发生异常,则跳过该子句的其余部分。然后如果它的类型匹配以关键字命名的异常 except,则执行except子句,然后在try语句之后继续执行。
  • 如果发生与 except 子句中指定的异常不匹配的异常,则将其传递给外部try语句;如果没有找到处理程序,则它是一个未处理的异常,并且执行停止并显示如上所示的消息。

一条try语句可能有多个 except 子句,用于指定不同异常的处理程序。最多执行一个处理程序。处理程序只处理发生在相应 try 子句中的异常,而不处理同一try语句的其他处理程序中发生的异常。except 子句可以将多个异常命名为带括号的元组,例如:

... except (RuntimeError, TypeError, NameError): 
...     pass

except如果子句中的类是同一个类或其基类,则子句中的类与异常兼容(但反之则不然——列出派生类的 except 子句与基类不兼容)。例如,以下代码将按该顺序打印 B、C、D:

class B(Exception): 
    pass 
class C(B):
    pass 
class D(C): 
    pass 
for cls in [B, C, D]:
    try: 
        raise cls() 
    except D: 
        print("D") 
    except C: 
        print("C") 
    except B: 
        print("B")

请注意,如果将 except 子句反转(使用first),它将打印 B, B, B — 第一个匹配的 except 子句被触发。except B

最后一个 except 子句可以省略异常名称,作为通配符。使用时要格外小心,因为用这种方式很容易掩盖真正的编程错误!它还可以用于打印错误消息,然后重新引发异常(允许调用者也处理异常):

import sys 
try: 
    f = open('myfile.txt') 
    s = f.readline() 
    i = int(s.strip()) 
except OSError as err: 
    print("OS error: {0}".format(err)) 
except ValueError: 
    print("Could not convert data to an integer.") 
except: 
    print("Unexpected error:", sys.exc_info()[0]) 
    raise

tryexcept语句有一个可选的else子句,当它出现时,它必须跟在所有 except 子句之后。如果 try 子句不引发异常,则它对于必须执行的代码很有用。例如:

for arg in sys.argv[1:]: try: f = open(arg, 'r') except OSError: print('cannot open', arg) else: print(arg, 'has', len(f.readlines()), 'lines') f.close()

使用该else子句比在该子句中添加额外的代码要好,try因为它可以避免意外捕获不是由受try… except语句保护的代码引发的异常。

当异常发生时,它可能有一个关联的值,也称为异常的参数。参数的存在和类型取决于异常类型。

except 子句可以在异常名称之后指定一个变量。该变量绑定到一个异常实例,其参数存储在 instance.args. 为方便起见,定义了异常实例, __str__()因此可以直接打印参数而无需引用.args. 也可以在引发异常之前先实例化异常,然后根据需要向其添加任何属性。

>>>
>>> try:
...     raise Exception('spam', 'eggs')
... except Exception as inst:
...     print(type(inst))    # the exception instance
...     print(inst.args)     # arguments stored in .args
...     print(inst)          # __str__ allows args to be printed directly,
...                          # but may be overridden in exception subclasses
...     x, y = inst.args     # unpack args
...     print('x =', x)
...     print('y =', y)
...
<class 'Exception'>
('spam', 'eggs')
('spam', 'eggs')
x = spam
y = eggs

如果异常有参数,它们将作为未处理异常的消息的最后一部分(“详细信息”)打印。

异常处理程序不仅仅处理在 try 子句中立即发生的异常,而且如果它们发生在 try 子句中调用(甚至间接地)调用的函数内部。例如:

>>>
>>> def this_fails():
...     x = 1/0
...
>>> try:
...     this_fails()
... except ZeroDivisionError as err:
...     print('Handling run-time error:', err)
...
Handling run-time error: division by zero

8.4 引发异常

raise语句允许程序员强制发生指定的异常。例如:

>>>
>>> raise NameError('HiThere')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: HiThere

唯一的参数raise表示要引发的异常。这必须是异常实例或异常类(派生自 的类Exception)。如果传递了一个异常类,它将通过不带参数调用其构造函数来隐式实例化:

raise ValueError # shorthand for 'raise ValueError()'

如果您需要确定是否引发了异常但不打算处理它,则可以使用更简单的raise语句形式重新引发异常:

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

8.5 用户定义的异常

程序可以通过创建新的异常类来命名自己的异常(有关 Python 类的更多信息,请参见 )。异常通常应该Exception直接或间接地从类派生。

可以定义异常类,它可以做任何其他类可以做的任何事情,但通常保持简单,通常只提供一些属性,允许异常处理程序提取有关错误的信息。当创建一个可能引发多个不同错误的模块时,一种常见的做法是为该模块定义的异常创建一个基类,并为不同的错误条件创建特定的异常类的子类:

class Error(Exception): 
    """Base class for exceptions in this module.""" 
    pass 
class InputError(Error): 
    """Exception raised for errors in the input. Attributes: expression 
    -- input expression in which the error occurred message 
    -- explanation of the error """ 
    def __init__(self, expression, message): 
        self.expression = expression 
        self.message = message 
class TransitionError(Error): 
    """Raised when an operation attempts a state transition that's not allowed. Attributes: previous 
       -- state at beginning of transition next 
       -- attempted new state message 
       -- explanation of why the specific transition is not allowed """ 
    def __init__(self, previous, next, message): 
        self.previous = previous 
        self.next = next 
        self.message = message
大多数异常都使用以“Error”结尾的名称来定义,类似于标准异常的命名。

许多标准模块定义了它们自己的异常来报告它们定义的函数中可能发生的错误。有关类的更多信息,请参见一章。

8.6 定义清理动作

try语句还有另一个可选子句,旨在定义在所有情况下都必须执行的清理操作。例如:

>>>
>>> try:
...     raise KeyboardInterrupt
... finally:
...     print('Goodbye, world!')
...
Goodbye, world!
KeyboardInterrupt
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 2, in <module>

如果存在finally子句,则该finally 子句将作为try 语句完成之前的最后一个任务执行。finally无论try语句是否产生异常,该子句都会运行。以下几点讨论了发生异常时更复杂的情况:

  • 如果在子句执行过程中发生try 异常,该异常可以由except 子句处理。如果子句未处理except 异常,则在执行子句后重新引发异常finally 。
  • except 在执行orelse子句期间可能会发生异常。finally同样,在执行该子句后重新引发异常。
  • 如果try语句到达breakcontinueorreturn语句,则 finally子句将在 breakcontinueorreturn 语句执行之前执行。
  • 如果finally子句包含return 语句,则返回的值将是 finally子句return语句中的值,而不是try子句语句中的值return 。

例如:

>>> def bool_return():
...     try:
...         return True
...     finally:
...         return False
...
>>> bool_return()
False

一个更复杂的例子:

>>>
>>> def divide(x, y):
...     try:
...         result = x / y
...     except ZeroDivisionError:
...         print("division by zero!")
...     else:
...         print("result is", result)
...     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
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<stdin>", line 3, in divide
TypeError: unsupported operand type(s) for /: 'str' and 'str'
如您所见,该finally子句在任何情况下都会执行。该 子句TypeError不处理通过划分两个字符串引发 的引发except,因此在执行该子句后重新引发finally 。

在现实世界的应用程序中,该finally子句对于释放外部资源(如文件或网络连接)很有用,无论资源的使用是否成功。

8.7 预定义的清理操作

一些对象定义了当不再需要该对象时要执行的标准清理操作,无论使用该对象的操作是成功还是失败。看下面的例子,它试图打开一个文件并将其内容打印到屏幕上。

for line in open("myfile.txt"): 
    print(line, end="")

这段代码的问题在于,在这部分代码完成执行后,它使文件处于打开状态的时间不确定。这在简单脚本中不是问题,但对于较大的应用程序可能是一个问题。该with语句允许以确保始终及时正确地清理它们的方式使用文件等对象。

with open("myfile.txt") as f: 
    for line in f: 
        print(line, end="")

执行语句后,文件f始终关闭,即使在处理行时遇到问题。像文件一样,提供预定义清理操作的对象将在其文档中指出这一点。