异常处理

异常处理一般用于debug程序,以不终止程序，让其照样运行做操作

对于flow-control(流程控制)的代码逻辑，我们一般不用异常处理，直接用条件语句解决就可以了

语法

在try语句块中放入容易犯错的部分，跟上except，说明语句在发生错误的时候会执行的返回值

如果抛出异常，会被程序捕获（catch），程序还会继续运行

re = iter(range(5))

try:
    for i in range(100):
        print(re.__next__())
except StopIteration:
    print('End at here', i)

print('hahaha')
>>>
0
1
2
3
4
End at here 5
hahaha

当程序中存在多个except block时，最多只有一个except block会被执行。换句话说，如果多个
except声明的异常类型都与实际相匹配，那么只有最前面的except block会被执行，其他则被忽略。

try:
    s = input('please enter two numbers separated by comma: ')
    num1 = int(s.split(',')[0].strip())
    num2 = int(s.split(',')[1].strip())
except (ValueError, IndexError) as err:
    print('Error: {}'.format(err))
print('continue')

或者

try:
    s = input('please enter two numbers separated by comma: ')
    num1 = int(s.split(',')[0].strip())
    num2 = int(s.split(',')[1].strip())

except ValueError as err:
    print('Value Error: {}'.format(err))
except IndexError as err:
    print('Index Error: {}'.format(err))
print('continue')

异常类型

https://docs.python.org/3/library/exceptions.html#bltin-exceptions

异常名称	描述

BaseException	所有异常的基类
SystemExit	解释器请求退出
KeyboardInterrupt	用户中断执行(通常是输入^C)
Exception	常规错误的基类
StopIteration	迭代器没有更多的值
GeneratorExit	生成器(generator)发生异常来通知退出
StandardError	所有的内建标准异常的基类
ArithmeticError	所有数值计算错误的基类
FloatingPointError	浮点计算错误
OverflowError	数值运算超出最大限制
ZeroDivisionError	除(或取模)零 (所有数据类型)
AssertionError	断言语句失败
AttributeError	对象没有这个属性
EOFError	没有内建输入,到达EOF 标记
EnvironmentError	操作系统错误的基类
IOError	输入/输出操作失败
OSError	操作系统错误
WindowsError	系统调用失败
ImportError	导入模块/对象失败
LookupError	无效数据查询的基类
IndexError	序列中没有此索引(index)
KeyError	映射中没有这个键
MemoryError	内存溢出错误(对于Python 解释器不是致命的)
NameError	未声明/初始化对象 (没有属性)
UnboundLocalError	访问未初始化的本地变量
ReferenceError	弱引用(Weak reference)试图访问已经垃圾回收了的对象
RuntimeError	一般的运行时错误
NotImplementedError	尚未实现的方法
SyntaxError	Python 语法错误
IndentationError	缩进错误
TabError	Tab 和空格混用
SystemError	一般的解释器系统错误
TypeError	对类型无效的操作
ValueError	传入无效的参数
UnicodeError	Unicode 相关的错误
UnicodeDecodeError	Unicode 解码时的错误
UnicodeEncodeError	Unicode 编码时错误
UnicodeTranslateError	Unicode 转换时错误
Warning	警告的基类
DeprecationWarning	关于被弃用的特征的警告
FutureWarning	关于构造将来语义会有改变的警告
OverflowWarning	旧的关于自动提升为长整型(long)的警告
PendingDeprecationWarning	关于特性将会被废弃的警告
RuntimeWarning	可疑的运行时行为(runtime behavior)的警告
SyntaxWarning	可疑的语法的警告
UserWarning	用户代码生成的警告

BaseException

The base class for all built-in exceptions. It is not meant to be directly inherited by user-defined classes (for that, use Exception). If str() is called on an instance of this class, the representation of the argument(s) to the instance are returned, or the empty string when there were no arguments.

except后面省略异常类型，这表示与任意异常相匹配(包括系统异常等)

try:
    s = input('please enter two numbers separated by comma: ')
    num1 = int(s.split(',')[0].strip())
    num2 = int(s.split(',')[1].strip())

except ValueError as err:
    print('Value Error: {}'.format(err))
except IndexError as err:
    print('Index Error: {}'.format(err))
except:
    print('Other error')
print('continue')

Exception

All built-in, non-system-exiting exceptions are derived from this class. All user-defined exceptions should also be derived from this class.

Exception是其他所有非系统异常的基类，能够匹配任意非系统异常，常用于except最后一个异常处理

try:
    s = input('please enter two numbers separated by comma: ')
    num1 = int(s.split(',')[0].strip())
    num2 = int(s.split(',')[1].strip())

except ValueError as err:                   
     print('Value Error: {}'.format(err))
except IndexError as err:
    print('Index Error: {}'.format(err))
except Exception as err:
    print('Other error: {}'.format(err))
print('continue')

异常处理顺序

无法将异常交给合适的对象，异常将继续向上层抛出，直到捕捉或者造成主程序出错

def test_func():
    try:
        m = 1/0
    except NameError:
        print('Catch NameError in the sub-function')

try:
    test_func()
except ZeroDivisionError:
    print('Catch error in the main program')
>>>
Catch error in the main program

finally

finally是无论是否有异常，最后都要做的一件事

无论发生什么情况，
finally block中的语句都会被执行，哪怕前面的try和excep block中使用了return语句

try -> 异常 -> except -> finally
try -> 无异常 -> else -> finally

常用于文件读取，但with open可以最后自动关闭文件

import sys
try:
    f = open('file.txt', 'r')
    .... # some data processing
except OSError as err:
    print('OS error: {}'.format(err))
except:
    print('Unexpected error:', sys.exc_info()[0])
finally:
    f.close()

raise 抛出异常

raise 语句可以抛出异常,一旦抛出异常，那么程序就会终止

print('test')
raise StopIteration
print('yes')
>>>
Traceback (most recent call last):
  File "/Users/xhxu/python/machine_learning/test.py", line 2, in <module>
    raise StopIteration
StopIteration
test

自定义异常

class MyError(Exception):

    def __init__(self, msg):
        self.message = msg

try:
    raise MyError('This is my error.')
except MyError as e:
    print(e)

class MyInputError(Exception):
        """Exception raised when there're errors in input""" 
        def __init__(self, value): # 自定义异常类型的初始化
                self.value = value
        def __str__(self): # 自定义异常类型的string表达形式
        return ("{} is invalid input".format(repr(self.value)))

try:
        raise MyInputError(1) # 抛出MyInputError这个异常
except MyInputError as err:
    print('error: {}'.format(err))

assert

Python 的 assert 语句，可以说是一个 debug 的好工具，主要用于测试一个条件是否满足。如果测试的条件满足，则什么也不做，相当于执行了 pass 语句；如果测试条件不满足，便会抛出异常 AssertionError，并返回具体的错误信息（optional）。

assert 并不适用 run-time error 的检查。比如你试图打开一个文件，但文件不存在；再或者是你试图从网上下载一个东西，但中途断网了了等等，这些情况下，还是应该使用错误异常，进行正确处理。

使用 assert 时，一定不要加上括号，否则无论表达式对与错，assert 检查永远不会 fail。

单行

这里的__debug__是一个常数。如果 Python 程序执行时附带了-O这个选项，比如Python test.py -O，那么程序中所有的 assert 语句都会失效，常数__debug__便为 False；反之__debug__则为 True。

assert 1 == 2

它就相当于下面这两行代码：

if __debug__:
    if not expression: raise AssertionError

多行

assert 1 == 2,  'assertion is wrong'

它就相当于下面这两行代码：

if __debug__:
    if not expression1: raise AssertionError(expression2)