python异常处理和断言 – Python入门开发教程

上一章Python教程请查看：python文件IO操作

Python提供了两个非常重要的特性来处理Python程序中的任何意外错误，并在其中添加调试功能：

• 异常处理——这将在本教程中讨论，下面是Python中可用的标准异常列表：标准异常。
• 断言——这将在Python教程中的断言中讨论。

下面是标准异常清单：

一、Python中的断言

断言是一种健康检查，你可以在完成对程序的测试后打开或关闭它。

思考断言最简单的方法是将其比作一个raise-if语句(或者更准确地说，一个raise-if-not语句)，对表达式进行测试，如果结果为false，则引发异常。

断言由assert语句执行，这是Python最新的关键字，在1.5版中引入。

程序员通常将断言放在函数的开头来检查有效的输入，并在函数调用之后检查有效的输出。

1、断言语句

当遇到assert语句时，Python会对相应的表达式求值，希望结果为，。如果表达式为false, Python将抛出AssertionError异常。

断言的语法是-

assert Expression[, Arguments]

如果断言失败，Python使用ArgumentExpression作为AssertionError的参数。AssertionError异常可以像使用try-except语句处理任何其他异常一样被捕获和处理，但是如果不处理，它们将终止程序并产生回溯。

这是一个把温度从开氏度转换成华氏度的函数，由于0开氏度是最冷的温度，当温度为负时，函数就会停止工作

#!/usr/bin/python
def KelvinToFahrenheit(Temperature):
   assert (Temperature >= 0)," 比绝对零度还要冷!"
   return ((Temperature-273)*1.8)+32
print KelvinToFahrenheit(273)
print int(KelvinToFahrenheit(505.78))
print KelvinToFahrenheit(-5)

二、什么是异常？

异常是一个事件，它发生在程序执行过程中，打乱了程序指令的正常流程。通常当Python脚本遇到它无法处理的情况时，它会引发异常，异常是表示错误的Python对象。

当Python脚本引发异常时，它必须立即处理异常，否则将终止并退出。

三、处理异常

如果你有一些可能引发异常的可疑代码，你可以通过将可疑代码放在try:块中来保护你的程序，在try:块之后，包含一个except:语句，然后是一个代码块，它尽可能优雅地处理问题。

下面是try…except…else的简单语法

try:
   你的操作;
   ......................
except ExceptionI:
   如果发生异常ExceptionI，则执行该语句块.
except ExceptionII:
   如果发生异常ExceptionII，则执行该语句块.
   ......................
else:
   如果没有则执行该语句块. 

这里有一些关于上述语法的要点：

• 一个try语句可以有多个except语句，当try块包含可能抛出不同类型异常的语句时会很有用。
• 你还可以提供一个通用的except子句，用于处理任何异常。
• 在except子句之后，你可以加上else子句，如果try:块中的代码没有引发异常，则执行else块中的代码。
• else块是不需要try。

这个例子打开一个文件，在文件中写入内容，然后优雅地输出，因为根本没有问题

#!/usr/bin/python

try:
   fh = open("testfile", "w")
   fh.write("Test文件，用于异常处理")
except IOError:
   print "Error: 不能打开文件或读取数据"
else:
   print "成功写入数据到文件！"
   fh.close()

本例尝试打开一个没有写权限的文件，因此会引发异常

#!/usr/bin/python

try:
   fh = open("testfile", "r")
   fh.write("Test文件，用于异常处理")
except IOError:
   print "Error: 不能打开文件或读取数据"
else:
   print "成功写入数据到文件！"

四、没有异常的except子句

你也可以使用except语句，但没有如下定义的异常

try:
   你的操作;
   ......................
except:
   有任何异常则执行.
   ......................
else:
   如果没有则执行该语句块. 

这种try-except语句捕获发生的所有异常，但是使用这种try-except语句并不被认为是一种好的编程实践，因为它捕获了所有的异常，但并不能让程序员确定可能发生的问题的根本原因。

五、包含多个异常的except子句

你还可以使用相同的except语句来处理多个异常，如下所示

try:
   你的操作;
   ......................
except(Exception1[, Exception2[,...ExceptionN]]]):
   如果给定异常列表中有任何异常，则执行此块.
   ......................
else:
   如果没有则执行该语句块. 

六、try-finally子句

你可以使用finally: block和try: block，finally块是放置必须执行的任何代码的地方，不管try块是否引发异常，try-finally的语法是这样的：

try:
   你的操作;
   ......................
   由于任何异常，这可能被跳过.
finally:
   一定被执行.
   ......................

不能同时使用else子句和finally子句。

#!/usr/bin/python

try:
   fh = open("testfile", "w")
   fh.write("Test文件，用于异常处理")
finally:
   print "Error: 不能打开文件或读取数据"

如果你没有权限以写模式打开文件，那么将产生以下结果

Error: can't find file or read data

同样的例子可以写得更干净，如下所示

#!/usr/bin/python

try:
   fh = open("testfile", "w")
   try:
      fh.write("Test文件，用于异常处理")
   finally:
      print "关闭文件"
      fh.close()
except IOError:
   print "Error: 不能打开文件或读取数据"

当在try块中抛出异常时，执行立即传递到finally块。在finally块中的所有语句执行完之后，异常再次被引发，如果出现在try-except语句的上一层，则在except语句中进行处理。

七、异常参数

异常可以有一个参数，该参数是提供有关问题的附加信息的值，参数的内容因异常而异，通过在except子句中提供如下变量来捕获异常的参数：

try:
   你的操作;
   ......................
except ExceptionType, Argument:
   可以在这里打印参数Argument...

如果编写代码来处理单个异常，那么可以在except语句中在异常的名称后面加上一个变量。如果要捕获多个异常，可以在异常的元组后面加上一个变量。

此变量接收异常的值，这些值主要包含异常的原因。变量可以以元组的形式接收单个值或多个值，这个元组通常包含错误字符串、错误号和错误位置。

下面是一个异常的例子：

#!/usr/bin/python

# 定义一个函数.
def temp_convert(var):
   try:
      return int(var)
   except ValueError, Argument:
      print "参数不包含数字\n", Argument

# 调用函数.
temp_convert("xyz");

八、抛出异常

可以通过使用raise语句以多种方式抛出异常，raise语句的一般语法如下所示。

raise [Exception [, args [, traceback]]]

在这里Exception是异常的类型(例如NameError)，而argument是Exception参数的值，参数是可选的，如果没有提供，则异常参数为None。

最后一个参数traceback也是可选的(在实践中很少使用)，如果存在它是用于异常的traceback对象。

异常可以是字符串、类或对象，Python核心提出的大多数异常都是类，其参数是类的实例，定义新的异常是很容易的，可以这样做

def functionName( level ):
   if level < 1:
      raise "无效level!", level
      # 如果抛出了该异常，下面的代码不会再执行

注意:了捕获异常，“except”子句必须引用类对象或简单字符串抛出的同一个异常。例如为了捕获上面的异常，我们必须像下面这样编写except子句

try:
   业务逻辑...
except "无效level!":
   异常处理...
else:
   这里是其余代码...

九、用户自定义异常

Python还允许你通过从标准的内置异常派生类来创建自己的异常。

下面是一个与RuntimeError相关的示例，这里创建了一个从RuntimeError派生的类，当你需要在捕获异常时显示更具体的信息时，这非常有用。

在try块中用户定义的异常被引发并在except块中捕获，变量e用于创建类Networkerror的实例。

class Networkerror(RuntimeError):
   def __init__(self, arg):
      self.args = arg

因此一旦你定义了上述类，就可以按照以下方式引发异常：

try:
   raise Networkerror("无效的hostname")
except Networkerror,e:
   print e.args