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geekdoc-python-zh/docs/realpython/python-exceptions.md

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Python 异常:简介

原文：https://realpython.com/python-exceptions/

*立即观看**本教程有真实 Python 团队创建的相关视频课程。和文字教程一起看，加深理解:Python 异常的饲养和处理

Python 程序一遇到错误就终止。在 Python 中，错误可以是语法错误或异常。在本文中，您将看到什么是异常，以及它与语法错误有何不同。之后，您将学习如何引发异常和做出断言。然后，您将完成 try and except 块的演示。

An introduction to exceptions in Python

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异常与语法错误

语法错误当解析器检测到不正确的语句时发生。观察下面的例子:

>>> print( 0 / 0 ))
  File "<stdin>", line 1
    print( 0 / 0 ))
                  ^
SyntaxError: invalid syntax

箭头指示解析器在哪里遇到了语法错误。在这个例子中，多了一个括号。移除它并再次运行您的代码:

>>> print( 0 / 0)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero

这一次，您遇到了一个异常错误。每当语法正确的 Python 代码导致错误时，就会发生这种类型的错误。消息的最后一行指出了您遇到的异常错误的类型。

Python 没有显示消息exception error，而是详细说明遇到了什么类型的异常错误。在这种情况下，它是一个ZeroDivisionError。Python 附带了各种内置异常以及创建自定义异常的可能性。

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引发异常

如果条件发生，我们可以使用raise抛出一个异常。可以用自定义异常来补充该语句。

Illustration of raise statement usage

如果您想在某个条件发生时使用raise抛出一个错误，您可以这样做:

x = 10
if x > 5:
    raise Exception('x should not exceed 5\. The value of x was: {}'.format(x))

运行此代码时，输出如下:

Traceback (most recent call last):
  File "<input>", line 4, in <module>
Exception: x should not exceed 5\. The value of x was: 10

程序停止并在屏幕上显示我们的异常，提供出错的线索。

AssertionError异常

你也可以从用 Python 做断言开始，而不是等待程序中途崩溃。我们认为某个条件得到了满足。如果这个条件原来是True，那就太好了！程序可以继续。如果条件是False，你可以让程序抛出一个AssertionError异常。

Python assert statement

看看下面的例子，其中断言代码将在 Linux 系统上执行:

import sys
assert ('linux' in sys.platform), "This code runs on Linux only."

如果您在 Linux 机器上运行这段代码，断言就会通过。如果您在 Windows 机器上运行这段代码，断言的结果将是False，结果如下:

Traceback (most recent call last):
  File "<input>", line 2, in <module>
AssertionError: This code runs on Linux only.

在这个例子中，抛出一个AssertionError异常是程序将做的最后一件事。程序将停止，不会继续。如果这不是你想要的呢？

try和except块:处理异常

Python 中的try和except块用于捕捉和处理异常。Python 执行遵循try语句的代码，作为程序的“正常”部分。except语句后面的代码是程序对前面try子句中任何异常的响应。

Diagram showing try and except statements

正如您之前看到的，当语法正确的代码遇到错误时，Python 会抛出异常错误。如果不处理这个异常错误，它将使程序崩溃。except子句决定了你的程序如何响应异常。

以下函数可以帮助您理解try和except块:

def linux_interaction():
    assert ('linux' in sys.platform), "Function can only run on Linux systems."
    print('Doing something.')

linux_interaction()只能在 Linux 系统上运行。如果您在 Linux 之外的操作系统上调用这个函数中的assert,它将抛出一个AssertionError异常。

您可以使用下面的代码给函数一个try:

try:
    linux_interaction()
except:
    pass

这里处理错误的方式是发出一个pass。如果您在 Windows 机器上运行此代码，您将得到以下输出:

你什么都没有。这里的好事情是程序没有崩溃。但是如果能看到在运行代码时是否发生了某种类型的异常，那就更好了。为此，您可以将pass更改为能够生成信息性消息的内容，如下所示:

try:
    linux_interaction()
except:
    print('Linux function was not executed')

在 Windows 计算机上执行以下代码:

Linux function was not executed

当运行该函数的程序出现异常时，程序将继续运行，并通知您函数调用不成功。

您没有看到的是作为函数调用的结果而抛出的错误类型。为了查看到底哪里出错了，您需要捕捉函数抛出的错误。

下面的代码是一个示例，其中您捕获了AssertionError并将该消息输出到屏幕:

try:
    linux_interaction()
except AssertionError as error:
    print(error)
    print('The linux_interaction() function was not executed')

在 Windows 计算机上运行此函数会输出以下内容:

Function can only run on Linux systems.
The linux_interaction() function was not executed

第一条消息是AssertionError，通知您该功能只能在 Linux 机器上执行。第二条消息告诉您哪个函数没有被执行。

在前面的例子中，您调用了自己编写的函数。当您执行该函数时，您捕获了AssertionError异常并将其打印到屏幕上。

这是另一个打开文件并使用内置异常的例子:

try:
    with open('file.log') as file:
        read_data = file.read()
except:
    print('Could not open file.log')

如果 file.log 不存在，这段代码将输出如下内容:

Could not open file.log

这是一条信息性消息，我们的程序仍将继续运行。在 Python 文档中，您可以看到这里有许多您可以使用的内置异常。该页面上描述的一个例外如下:

异常FileNotFoundError

当文件或目录被请求但不存在时引发。对应于 errno ENOENT。

要捕捉这种类型的异常并将其打印到屏幕上，可以使用以下代码:

try:
    with open('file.log') as file:
        read_data = file.read()
except FileNotFoundError as fnf_error:
    print(fnf_error)

在这种情况下，如果 file.log 不存在，则输出如下:

[Errno 2] No such file or directory: 'file.log'

您可以在您的try子句中有不止一个函数调用，并预期捕捉各种异常。这里需要注意的一点是，一旦遇到异常，try子句中的代码就会停止。

**警告:**捕捉Exception隐藏所有错误……甚至是那些完全意想不到的错误。这就是为什么您应该在 Python 程序中避免裸露的except子句。相反，你会想要引用你想要捕捉和处理的特定异常类。你可以在本教程中了解更多为什么这是个好主意。

看看下面的代码。在这里，首先调用linux_interaction()函数，然后尝试打开一个文件:

try:
    linux_interaction()
    with open('file.log') as file:
        read_data = file.read()
except FileNotFoundError as fnf_error:
    print(fnf_error)
except AssertionError as error:
    print(error)
    print('Linux linux_interaction() function was not executed')

如果文件不存在，在 Windows 计算机上运行此代码将输出以下内容:

Function can only run on Linux systems.
Linux linux_interaction() function was not executed

在try子句中，您立即遇到了一个异常，并且没有到达您试图打开 file.log 的部分。现在看看在 Linux 机器上运行代码时会发生什么:

[Errno 2] No such file or directory: 'file.log'

以下是关键要点:

  • 执行一个try子句，直到遇到第一个异常。
  • 在except子句或异常处理程序中，您决定程序如何响应异常。
  • 您可以预测多个异常，并区分程序应该如何响应它们。
  • 避免使用裸露的子句。

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else条款

在 Python 中，使用else语句，您可以指示程序仅在没有异常的情况下执行某个代码块。

Diagram of try, except, and else statements in Python

请看下面的例子:

try:
    linux_interaction()
except AssertionError as error:
    print(error)
else:
    print('Executing the else clause.')

如果您在 Linux 系统上运行这段代码，输出将如下所示:

Doing something.
Executing the else clause.

因为程序没有遇到任何异常，所以执行了else子句。

您还可以try在else子句中运行代码，并在那里捕捉可能的异常:

try:
    linux_interaction()
except AssertionError as error:
    print(error)
else:
    try:
        with open('file.log') as file:
            read_data = file.read()
    except FileNotFoundError as fnf_error:
        print(fnf_error)

如果您在 Linux 机器上执行这段代码，您将得到以下结果:

Doing something.
[Errno 2] No such file or directory: 'file.log'

从输出中，您可以看到linux_interaction()函数运行了。因为没有遇到异常，所以尝试打开 file.log 。该文件不存在，您没有打开该文件，而是捕捉到了FileNotFoundError异常。

使用finally后清理

想象一下，在执行完代码后，您总是需要执行某种清理操作。Python 使您能够使用finally子句来做到这一点。

Diagram explaining try except else finally statements

看看下面的例子:

try:
    linux_interaction()
except AssertionError as error:
    print(error)
else:
    try:
        with open('file.log') as file:
            read_data = file.read()
    except FileNotFoundError as fnf_error:
        print(fnf_error)
finally:
    print('Cleaning up, irrespective of any exceptions.')

在前面的代码中，finally子句中的所有内容都将被执行。如果您在try或else条款中遇到异常，这并不重要。在 Windows 计算机上运行前面的代码将输出以下内容:

Function can only run on Linux systems.
Cleaning up, irrespective of any exceptions.

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总结

在了解了语法错误和异常之间的区别之后，您了解了在 Python 中引发、捕捉和处理异常的各种方法。在本文中，您看到了以下选项:

  • 允许你在任何时候抛出一个异常。
  • 使您能够验证是否满足特定条件，如果不满足，则抛出异常。
  • 在try子句中，所有语句都被执行，直到遇到异常。
  • except用于捕获和处理 try 子句中遇到的异常。
  • else允许您编写只有在 try 子句中没有遇到异常时才运行的代码段。
  • finally使您能够执行应该总是运行的代码段，不管是否有任何先前遇到的异常。

免费 PDF 下载: Python 3 备忘单

希望本文能帮助您理解 Python 在处理异常时必须提供的基本工具。

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