【python入门到精通专题】9.异常处理

什么是异常

本节开始介绍之前，先看看如下程序：

>>> print(a)
Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'a' is not defined
>>>

是不是很熟悉，这是我们前面经常看到的程序运行出现的错误。

作为Python初学者，在学习Python编程的过程中，经常会看到一些报错信息，使你编写的程序不能如期工作，如我们前面看到过的NameError、SyntaxError、TypeError、ValueError等，这些都是异常。

异常是一个事件，该事件会在程序执行过程中发生，影响程序的正常执行。一般情况下，在Python无法正常处理程序时就会发生异常。异常是Python的对象，表示一个错误。当Python脚本发生异常时，我们需要捕获并处理异常，否则程序会终止执行。

每一个异常都是一些类的实例，这些实例可以被引用，并且可以用很多种方法进行捕捉，使得错误可以被处理，而不是让整个程序失败。

异常处理

出现异常怎么办呢？

就如我们使用的工具出了点小毛病，我们可以想办法修理好它。程序也一样，前辈们经过不断积累与思考，创造了不少好方法处理程序中的异常，最简单的是使用try语句处理。

try语句的基本形式为try / except。try / except语句用来检测try语句块中的错误，从而让except语句捕获异常信息并处理。如果你不想在发生异常时结束程序，只需在try语句块中捕获异常即可。

捕获异常的语法如下：

try:<语句>　　#运行别的代码
except <名字>：<语句>　　#如果在try部分引发了异常

try的工作原理是，开始一个try语句后，Python就在当前程序的上下文中做标记，当出现异常时就可以回到做标记的地方。首先执行try子句，接下来发生什么依赖于执行时是否出现异常。

如果try后的语句执行时发生异常，程序就跳回try并执行except子句。异常处理完毕后，控制流就可以通过整个try语句了（除非在处理异常时又引发新异常）。

例如以下示例所示（exp_exception.py）：

def exp_exception(x, y):try:result = x / yprint('计算结果: ', result)except:print('程序出错: 除数不能为零')

程序执行结果如下：

程序出错: 除数不能为零

由执行结果看到，程序最后执行的是except子句，如果语句正常，应该打印name变量的值。

抛出异常

Python使用raise语句抛出一个指定异常。我们可以使用类(Exception的子类)或实例参数调用raise语句引发异常。使用类时程序会自动创建实例。

例如：

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

由操作结果看到，第一个示例raise Exception引发了一个没有相关错误信息的普通异常，第二个示例输出了一些错误提示。

如果只想知道是否抛出了异常，并不想处理，使用一个简单的raise语句就可以再次把异常抛出，例如：

try:raise NameError('This is NameError')
except NameError:print('An exception happened')# raise 不加reise 输出对应字符结束程序try:raise NameError('This is NameError')  # 当前语句中的信息被输出
except NameError:print('An exception happened')# 添加raise则打印对应字符并再次显示异常raise

由输出结果看到，使用raise可以输出更深层次的异常。在使用过程中，可以借助该方法得到更详尽的异常信息。

异常中的`else`

如果程序执行完异常还需要做其他事情，怎么办呢？

异常为我们提供了try…except…else语句实现该功能，语法如下：

try:<语句>　　# 运行别的代码
except <名字>：<语句>　　# 如果在try部分引发了异常
else:<语句>　　# 如果没有发生异常

如果在try子句执行时没有发生异常，就会执行else语句后的语句（如果有else）。使用else子句比把所有语句都放在try子句里面更好，这样可以避免一些意想不到而except又没有捕获的异常。

例如：

def model_exception(x, y):try:a = x / yexcept:print('程序出现异常...')else:print('程序无异常则执行此语句...')model_exception(2, 1)

执行结果如下：

程序无异常则执行此语句...

由执行结果看到，没有发生异常时，会执行else子句的流程。

综上所述，当程序没有发生异常时，通过添加一个else子句做一些事情（比如输出一些信息）很有用，可以帮助我们更好地判断程序的执行情况。

自定义异常

尽管内建异常类包括大部分异常，而且可满足很多要求，但有时还是要创建自己的异常类。比如需要精确知道问题的根源，就需要使用自定义异常精确定位问题。可以通过创建一个新exception类拥有自己的异常。异常应该继承自Exception类，可以直接继承，也可以间接继承。

因为错误就是类，捕获一个错误就是捕获该类的一个实例，因此错误并不是凭空产生的，而是由一些不合理的部分导致的。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，那么可以根据需要定义一个错误的类，选择好继承关系，然后用raise语句抛出一个错误的实例。

例如（my_error.py）：

class MyError(Exception):def __init__(self):passdef __str__(self):return 'this is self define error'def my_error_test():try:raise MyError()except MyError as e:print('exception info: ', e)my_error_test()

执行结果如下：

exception info:  this is self define error

由程序和执行结果看到，程序正确执行了自定义的异常，并且需要继承Exception类。

这只是一个简单的示例，还有不少细节需要琢磨，此处不做深入探讨，有兴趣的同学可以查阅相关资料进行实践。

**提示：**异常最好以Error结尾，一方面贴近标准异常的命名，另一方面便于见名知意。

finally 子句

Python中的finally子句需要和try子句一起使用，组成try / finally的语句形式，try / finally语句无论发生异常与否都将执行最后的代码。

例如(use_finally.py)：

def use_finally(x, y):try:a = x / yfinally:print('No matter what happened, I will show in front of you')use_finally(2, 0)

执行结果为：

Traceback (most recent call last):File "/Users/poppies/Desktop/python_projects/基础部分/use_finally.py", line 8, in <module>use_finally(2, 0)File "/Users/poppies/Desktop/python_projects/基础部分/use_finally.py", line 3, in use_finallya = x / y
ZeroDivisionError: division by zero
No matter what happened, I will show in front of you

由执行结果看到，finally子句被执行了，无论try子句中是否发生异常，finally都会被执行。

这里我们有一个疑问，虽然执行了finally子句，但是最后还是抛出异常了，是否可以使用except截获异常呢？

可以使用except截获异常。try、except、else和finally可以组合使用，但要记得else在except之后，finally在except和else之后。

对于上面的示例，可以更改如下（use_finally_1.py）：

def use_finally(x, y):try:a = x / yexcept ZeroDivisionError:print('Some bad thing happened: division by zero')finally:print('No matter what happened, I will show in front of you')use_finally(2, 0)

执行结果如下：

Some bad thing happened: division by zero
No matter what happened, I will show in front of you

由执行结果看到，先执行了except子句的输出语句，后面跟着执行了finally子句的输出语句。如果再添加else子句，当程序正常运行时会先执行else子句，然后执行finally子句。在有finally的异常处理程序中，finally中的子句一定是最后执行的。finally子句在关闭文件或数据库连接时非常有用（文件操作和数据库操作后面会具体讲解）。

**提示：**在Python 2.5之前的版本中，finally需要独立使用，不能与try语句配合。在Python 2.5之后才支持这些语句的组合使用。