Python 异常处理方式汇总，建议收藏！

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作者| 慕课网精英讲师 朱广蔚

程序读文件内容的过程可能会发生错误，例如：要读取的文件不存在。传统的错误处理方式如下：

某个函数 f 在运行过程中可能会发生错误；
函数 f 发生错误时，函数 f 返回错误代码；
在调用函数 f 的地方，需要检查 f 的返回值是否有错。

1. 传统的错误处理方式
   1.1 返回错误码
   例如，在 C 语言中，函数 open 用于打开一个文件，它的声明如下：

int open(char *path, int mode);
代码块1
参数 path 指定要打开的文件；
参数 mode 指定打开文件的方式：只读、读写；
函数返回一个整数，该整数作为文件的标识符；如果打开文件成功，则返回一个非负的整数；如果打开文件失败，则返回 -1。
因此，通过检查函数 open 的返回值，即可以判断 open 是否成功，示例如下：

int file = open("test.txt", O_RDONLY);
if (file < 0)

puts("open file failed");
...

代码块1234
在第 1 行，函数 open 打开文件 test.txt
在第 2 行，如果函数 open 的返回值小于 0，则表示打开文件失败
1.2 缺点
通过错误代码的方式很容易理解，但是存在一个严重的问题：用户可能忘记了错误检查。例如：

int file = open("test.txt", O_RDONLY);
char buf[1024];
read(file, buf, sizeof(buf));
对 buf 中的数据进行处理;
close(file);
代码块12345
在第 1 行，使用 open 打开文件；在此处忘记对 open 的返回值进行检查；如果文件 test.txt 不存在，则 open 返回 -1，此时 file 为 -1；
在第 3 行，使用 read 读取文件 file，将内容读取到 buf 中；open 的操作失败了，此时 file 为 -1；read 的第一个参数 file 是一个无效的文件标识符；read 的操作必然也是失败的；
在第 4 行，对 buf 中的数据进行处理；open 操作和 open 操作都发生了错误；buf 中的数据是无效数据。
在整个过程中，发生了两次错误：open 文件失败、read 文件失败，但是用户没有得到任何提醒。buf 中的数据是无效的，对读取的数据进行操作是无效的。

2. 异常的处理方式
   Python 程序的执行过程中，当发生错误时会引起一个事件，该事件被称为异常。异常会打断程序的正常执行流程，例如，编写程序 control-flow.py：

print('AAA')
100 / 0
print('BBB') # 此行代码不会被执行
代码块123
在第 1 行，打印 AAA；
在第 2 行，100 除以 0；除数是 0，Python 无法执行该条语句，Python 产生一个异常事件通知用户；
在第 3 行，打印 BBB。
程序运行的结果如下：

AAA
Traceback (most recent call last):
File "control-flow.py", line 2, in <module>

100 / 0

ZeroDivisionError: division by zero
代码块12345
在第 1 行，程序输出 AAA；
在第 3 行，指明了产生异常的位置：File “control-flow.py”, line 2；在文件 “control-flow.py” 的第 2 行，产生了异常；这行信息非常重要，用于排查错误；
在第 5 行，指明了异常的类型 ZeroDivisionError: division by zero；程序的执行流程被打断了，程序不再执行发生异常之后的代码；当发生异常时需要捕获处理它，否则程序会中止执行。
1.3 读取文件
编写一个读取文件内容的 Python 程序，如果不进行错误处理，代码如下：

file = open('test.txt')
line = file.readline()
print(line)
file.close()
代码块1234
在第 1 行，打开文件 test.txt；
在第 2 行，读取文件的一行；
在第 3 行，打印；
在第 4 行，关闭文件。
在下面的小节中，将使用异常处理对这个程序逐步进行改进。

2. try … except 语句
   2.1 基本用法
   Python 处理异常的基本语法如下：

try:

可能发生异常的代码块

except:

处理异常的代码块    

代码块1234
在 try 关键字后，是可能发生异常的代码块；当发生异常后，程序跳转到处理异常的代码块；
在 except 关键字后，是处理异常的代码块。
下面的程序首先抛出异常，然后捕获该异常，代码如下：

try:

print('try:')
100/0
print('never reach here')

except:

print('except:')

代码块123456
在第 2 行，打印字符串 ‘try:’；
在第 3 行，执行 100/0，除数是 0，会抛出异常；
在第 4 行，抛出异常后，程序跳转到处理异常的代码块，该行代码不会被执行；
在第 6 行，捕获异常后，打印字符串 ‘except:’。
程序运行输出：

try:
except:
代码块12
2.2 处理指定类型的异常
在 except 关键字后加上异常类型，表示仅处理该类型的异常，语法如下：

try:

可能发生异常的代码块

except 异常类型:

处理异常的代码块    

代码块1234
下面的程序仅处理 ZeroDivisionError 类型的异常：

try:

print('try:')
100/0
print('never reach here')

except ZeroDivisionError:

print('except ZeroDivisionError:')

代码块123456
在第 2 行，打印字符串 ‘try:’；
在第 3 行，执行 100/0，除数是 0，会抛出 ZeroDivisionError 类型的异常；
在第 4 行，抛出异常后，程序跳转到处理异常的代码块，该行代码不会被执行；
在第 5 行，程序仅仅捕获 ZeroDivisionError 类型的异常；
在第 6 行，捕获异常后，打印字符串 ‘except ZeroDivisionError:’。
程序运行输出：

2.3 处理多种类型的异常
可以使用多个 except 关键字处理多种类型的异常，语法如下：

try:

可能发生异常的代码块

except 异常类型1:

处理异常的代码块    

except 异常类型2:

处理异常的代码块    

...
代码块1234567
编写一个能够捕获两种类型的异常的程序，首先编写函数 generateError。函数 generateError 在运行时，可能抛出两种类型的异常，代码如下：

def generateError():

import random
number = random.randint(0, 1)
if number == 0:
    100 / 0
else:
    file = open('none-exsist-file')

代码块1234567
在第 3 行，产生一个 [0, 1] 之间的随机数
在第 4 行，如果随机数是 0在第 5 行，被除数是 0，产生 ZeroDivisionError 类型的异常
在第 6 行，如果随机数是 1在第 7 行，打开一个不存在的文件，产生 IOError 类型的异常
编写捕获两种类型异常的程序：

try:

print('try:')
generateError()
print('never reach here')

except ZeroDivisionError:

print('except ZeroDivisionError:')

except IOError:

print('except IOError:')

代码块12345678
在第 3 行，调用 generateError()，会随机抛出 ZeroDivisionError 类型或者 IOError 类型的异常；
在第 5 行，程序捕获 ZeroDivisionError 类型的异常；在第 6 行，捕获异常后，打印字符串 ‘except ZeroDivisionError:’；
在第 7 行，程序捕获 IOError 类型的异常；在第 8 行，捕获异常后，打印字符串 ‘except IOError:’。
2.4 except … as
在捕获异常时，不仅可以获取异常类型，还可以获取异常对象，语法如下：

except 异常类型 as 异常对象:
代码块1
下面的例子处理异常时，同时获取了异常类型和异常对象：

try:

list = ['www', 'imooc', 'com']
print(list[3])

except Exception as e:

print('except: %s' % e)

代码块12345
在第 4 行，异常类型为 Exception，异常对象为 e
在第 5 行，打印异常对象 e
程序输出如下：

except: list index out of range
代码块1
2.5 读取文件
下面的程序实现 1.3 小节读取文件的功能需求：

try:

file = open('test.txt')
line = file.readline()
print(line)
file.close()

except IOError:

print('except IOError:')

代码块1234567
在第 2 行，调用 open 函数可能会产生 IOError；
在第 3 行，调用 readline 函数可能会产生 IOError；
在第 5 行，关闭文件；当异常发生时，该行代码不会被执行；
在第 6 行，捕获 IOError 类型的异常。
这个版本的程序的缺陷在于，当异常发生时，关闭文件的代码不会被执行。文件打开后，没有及时关闭，会带来潜在的问题。在下面的小节中，将对这个程序进行改进。

3. try … else 语句
   3.1 基本用法
   在异常处理中 else 关键字用于指定没有异常时执行的代码块，语法如下：

try:

可能发生异常的代码块

except:

处理异常的代码块

else:

没有异常时执行的代码块

代码块123456
当发生异常时，执行 except 对应的代码块
当没有发生异常时，执行 else 对应的代码块
3.2 读取文件
下面的程序实现 1.3 小节读取文件的功能需求：

try:

file = open('test.txt')
line = file.readline()

except IOError:

print('except IOError:')

else:

print(line)
file.close()    

代码块12345678
在第 2 行，调用 open 函数可能会产生 IOError；
在第 3 行，调用 readline 函数可能会产生 IOError；
在第 5 行，关闭文件；当异常发生时，该行代码不会被执行；
在第 6 行，else 关键字定义了没有异常时执行的代码；在第 7 行，打印文件内容；在第 8 行，关闭文件。
这个版本的程序的仍然存在缺陷，当异常发生时，关闭文件的代码不会被执行。文件打开后，没有及时关闭，会带来潜在的问题。在下面的小节中，将对这个程序进行改进。

4. try … finally 语句
   4.1 基本用法
   在异常处理中，finally 关键字用于指定无论是否发生异常都需要执行的代码块，语法如下：

try:

可能发生异常的代码块

except:

处理异常的代码块

finally:

无论是否发生异常都会执行的代码块

代码块123456
下面的程序在执行过程中没有异常：

try:

print('try:')

finally:

print('finally:')

代码块1234
程序输出：

try:
finally:
代码块12
下面的程序在执行过程中产生异常：

try:

print('try:')
100 / 0

finally:

print('finally:')

代码块12345
程序输出：

try:
finally:
代码块12
可以看出，无论是否发生异常，finally 定义的代码块总是被执行。

4.2 读取文件
下面的程序实现 1.3 小节读取文件的功能需求：

try:

file = open('test.txt')
  line = file.readline()
   print(line)

except IOError:

print('except IOError:')

finally:

if file:
      file.close()

代码块123456789
在第 2 行，调用 open 函数可能会产生 IOError；如果在此处产生 IOError，变量 file 的值为空；
在第 3 行，调用 readline 函数可能会产生 IOError；如果在此处产生 IOError，因为已经成功打开了文件，变量 file 的值不为空；
在第 5 行，捕获 IOError 类型的异常；
在第 7 行，finally 关键字定义了最终需要执行的代码块；发生异常时，会执行该代码块；没有异常时，也会执行该代码块；
在第 8 行，检查变量 file 的值是否为空；如果程序在 open 的地方发生异常，变量 file 的值为空，不需要关闭文件；如果程序在 readline 的地方发生异常，变量 file 的值不为空，需要关闭文件。

5. raise 语句
   Python 提供了 raise 语句用于抛出异常，raise 语句有 3 种形式：

形式

功能

raise

不带任何参数

raise Exception

把异常的名称作为参数

raise Exception(info)

把异常的名称、异常的描述信息作为参数

5.1 raise
try:

print('try:')
raise
print('never reach here')

except:

print('except:')

代码块123456
在第 3 行，使用 raise 抛出异常；
在第 4 行，不会执行这行代码，执行 raise 后，程序流程跳转到第 5 行；
在第 5 行，捕获程序抛出的异常。
程序输出如下：

try:
except:
代码块12
5.2 raise Exception
try:

print('try:')
raise ValueError
print('never reach here')

except ValueError:

print('except ValueError:')

代码块123456
在第 3 行，使用 raise 抛出特定类型的异常 ValueError；
在第 4 行，不会执行这行代码，执行 raise 后，程序流程跳转到第 5 行；
在第 5 行，捕获程序抛出的 ValueError 类型的异常。
程序输出如下：

try:
except ValuseError:
代码块12
5.3 raise Exception(info)
编写程序 raise.py 如下：

try:

text = input('Please input digit: ')
if not text.isdigit():
    info = '"%s" is not digit' % text
    raise ValueError(info)

except ValueError as e:

print('except ValueError: %s' % e)    

代码块1234567
在第 2 行，提示用户输入数字；
在第 3 行，如果用户输入的不是数字；在第 4 行，拼接字符串 info 用于描述错误的具体信息；在第 5 行，ValueError(info) 创建了一个对象，包括：异常类型和错误信息，使用 raise 抛出该异常对象；
在第 6 行，捕获程序抛出的 ValueError 类型的异常，变量 e 指向 raise 语句抛出的异常。
程序输出如下：

C:\> python raise.py
Please input digit: abc
try:
except ValuseError: abc is not digit
代码块1234
在第 2 行，用户输入 abc
在第 4 行，提示用户的输入错误: “abc is not digit”，具体的错误信息对用户要友好

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