我們?cè)诰帉?xiě)程序的時(shí)候，經(jīng)常需要對(duì)異常情況做處理。比如，當(dāng)一個(gè)數(shù)試圖除以 0 時(shí)，我們需要捕獲這個(gè)異常情況并做處理。你可能會(huì)使用類(lèi)似 if/else 的條件語(yǔ)句來(lái)對(duì)異常情況做判斷，比如，判斷除法的分母是否為零，如果為零，則打印錯(cuò)誤信息。

這在某些簡(jiǎn)單的情況下是可以的，但是，在大多數(shù)時(shí)候，我們應(yīng)該使用 Python 的異常處理機(jī)制。這主要有兩方面的好處：

一方面，你可以選擇忽略某些不重要的異常事件，或在需要的時(shí)候自己引發(fā)異常；
另一方面，異常處理不會(huì)搞亂原來(lái)的代碼邏輯，但如果使用一大堆 if/else 語(yǔ)句，不僅會(huì)沒(méi)效率和不靈活，而且會(huì)讓代碼相當(dāng)難讀；

異常對(duì)象

Python 用異常對(duì)象（exception object）來(lái)表示異常情況。當(dāng)程序在運(yùn)行過(guò)程中遇到錯(cuò)誤時(shí)，會(huì)引發(fā)異常。如果異常對(duì)象未被處理或捕捉，程序就會(huì)用所謂的回溯（Traceback，一種錯(cuò)誤信息）終止執(zhí)行。

比如：

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

上面的 ZeroDivisionError 就是一個(gè)異常類(lèi)，相應(yīng)的異常對(duì)象就是該類(lèi)的實(shí)例。Python 中所有的異常類(lèi)都是從 BaseException 類(lèi)派生的，常見(jiàn)的異常類(lèi)型可以在這里查看。

使用 try/except 捕捉異常

在編寫(xiě)程序的時(shí)候，如果我們知道某段代碼可能會(huì)導(dǎo)致某種異常，而又不希望程序以堆棧跟蹤的形式終止，這時(shí)我們可以根據(jù)需要添加 try/except 或者 try/finally 語(yǔ)句（或者它們的組合）進(jìn)行處理。一般來(lái)說(shuō)，有以下使用形式：

try...except...
try...except...else...
try...except...else...finally...
try...except...except...else...finally...
try...finally...

基本形式

捕捉異常的基本形式是 try...except。

讓我們看看第一個(gè)例子：

try:
    x = input('Enter x: ')
    y = input('Enter y: ')
    print x / y
except ZeroDivisionError as e:
    print 'Error:',e

print 'hello world'

當(dāng) y = 0 時(shí)，看看執(zhí)行結(jié)果：

Enter x: 3
Enter y: 0
Error: integer division or modulo by zero
hello world

可以看到，我們的程序正確捕獲了除以零的異常，而且程序沒(méi)有以堆棧跟蹤的形式終止，而是繼續(xù)執(zhí)行后面的代碼，打印出 'hello world'。

多個(gè) except 子句

有時(shí)，我們的程序可能會(huì)出現(xiàn)多個(gè)異常，這時(shí)可以用多個(gè) except 子句來(lái)處理這種情況。

讓我們繼續(xù)看第一個(gè)例子，如果 y 輸入的是一個(gè)非數(shù)字的值，就會(huì)產(chǎn)生另外一個(gè)異常：

Enter x: 2
Enter y: 'a'        # y 的輸入是一個(gè)字符
----------------------------------------------------------------------
TypeError                            Traceback (most recent call last)
<ipython-input-209-d4666cfaefb4> in <module>()
      2     x = input('Enter x: ')
      3     y = input('Enter y: ')
----> 4     print x / y
      5 except ZeroDivisionError as e:
      6     print e

TypeError: unsupported operand type(s) for /: 'int' and 'str'

可以看到，當(dāng) y 輸入一個(gè)字符 'a' 之后，程序產(chǎn)生了一個(gè) TypeError 異常，并且終止，這是因?yàn)槲覀兊?except 子句只是捕獲了 ZeroDivisionError 異常，為了能捕獲TypeError 異常，我們可以再加一個(gè) except 子句，完整代碼如下：

try:
    x = input('Enter x: ')
    y = input('Enter y: ')
    print x / y
except ZeroDivisionError as e:      # 處理 ZeroDivisionError 異常
    print 'ZeroDivisionError:',e
except TypeError as e:              # 處理 TypeError 異常
    print 'TypeError:',e

print 'hello world'

當(dāng) y 輸入 'a' 時(shí)，看看執(zhí)行結(jié)果：

Enter x: 3
Enter y: 'a'
TypeError: unsupported operand type(s) for /: 'int' and 'str'
hello world

捕捉未知異常

事實(shí)上，在編寫(xiě)程序的時(shí)候，我們很難預(yù)料到程序的所有異常情況。比如，對(duì)于第一個(gè)例子，我們可以預(yù)料到一個(gè) ZeroDivisionError 異常，如果細(xì)心一點(diǎn)，也會(huì)預(yù)料到一個(gè) TypeError 異常，可是，還是有一些其他情況我們沒(méi)有考慮到，比如在輸入 x 的時(shí)候，我們直接按回車(chē)鍵，這時(shí)又會(huì)引發(fā)一個(gè)異常，程序也會(huì)隨之掛掉：

Enter x:      # 這里輸入回車(chē)鍵
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 2, in <module>
  File "<string>", line 0

    ^
SyntaxError: unexpected EOF while parsing

那么，我們應(yīng)該怎么在程序捕獲某些難以預(yù)料的異常呢？我們?cè)谏衔恼f(shuō)過(guò)，Python 中所有的異常類(lèi)都是從 BaseException 類(lèi)派生的，也就是說(shuō)，ZeroDivisionError、SyntaxError 等都是它的子類(lèi)，因此，對(duì)于某些難以預(yù)料的異常，我們就可以使用 BaseException 來(lái)捕獲，在大部分情況下，我們也可以使用 Exception 來(lái)捕獲，因?yàn)?Exception 是大部分異常的父類(lèi)，可以到這里查看所有異常類(lèi)的繼承關(guān)系。

因此，對(duì)于第一個(gè)例子，我們可以把程序做一些修改，使其更加健壯：

try:
    x = input('Enter x: ')
    y = input('Enter y: ')
    print x / y
except ZeroDivisionError as e:      # 捕獲 ZeroDivisionError 異常
    print 'ZeroDivisionError:',e
except TypeError as e:              # 捕獲 TypeError 異常
    print 'TypeError:',e
except BaseException as e:          # 捕獲其他異常
    print 'BaseException:',e

print 'hello world'

注意到，我們把 BaseException 寫(xiě)在了最后一個(gè) except 子句。如果你把它寫(xiě)在了第一個(gè) except 子句，由于 BaseException 是所有異常的父類(lèi)，那么程序的所有異常都會(huì)被第一個(gè) except 子句捕獲。

else 子句

我們可以在 except 子句后面加一個(gè) else 子句。當(dāng)沒(méi)有異常發(fā)生時(shí)，會(huì)自動(dòng)執(zhí)行 else 子句。

對(duì)第一個(gè)例子，加入 else 子句：

try:
    x = input('Enter x: ')
    y = input('Enter y: ')
    print x / y
except ZeroDivisionError as e:
    print 'ZeroDivisionError:',e
except TypeError as e:
    print 'TypeError:',e
except BaseException as e:
    print 'BaseException:',e
else:
    print 'no error!'

print 'hello world'

看看執(zhí)行結(jié)果：

Enter x: 6
Enter y: 2
3
no error!
hello world

finally 子句

finally 子句不管有沒(méi)有出現(xiàn)異常都會(huì)被執(zhí)行。

看看例子：

try:
    x = 1/0
    print x
finally:
    print 'DONE'

執(zhí)行結(jié)果：

DONE
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 2, in <module>
ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero

再看一個(gè)例子：

try:
    x = 1/0
    print x
except ZeroDivisionError as e:
    print 'ZeroDivisionError:',e
finally:
    print 'DONE'

執(zhí)行結(jié)果：

ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero
DONE

使用 raise 手動(dòng)引發(fā)異常

有時(shí)，我們使用 except 捕獲了異常，又想把異常拋出去，這時(shí)可以使用 raise 語(yǔ)句。

看看例子：

try:
    x = input('Enter x: ')
    y = input('Enter y: ')
    print x / y
except ZeroDivisionError as e:
    print 'ZeroDivisionError:',e
except TypeError as e:
    print 'TypeError:',e
except BaseException as e:
    print 'BaseException:',e
    raise                           # 使用 raise 拋出異常
else:
    print 'no error!'

print 'hello world'

運(yùn)行上面代碼，當(dāng) x 輸入一個(gè)回車(chē)鍵時(shí)，錯(cuò)誤會(huì)被打印出來(lái)，并被拋出：

Enter x:    # 這里輸入回車(chē)鍵
BaseException: unexpected EOF while parsing (<string>, line 0)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 2, in <module>
  File "<string>", line 0

    ^
SyntaxError: unexpected EOF while parsing

上面的 raise 語(yǔ)句是不帶參數(shù)的，它會(huì)把當(dāng)前錯(cuò)誤原樣拋出。事實(shí)上，我們也創(chuàng)建自己的異常類(lèi)，并拋出自定義的異常。

創(chuàng)建自定義的異常類(lèi)需要從 Exception 類(lèi)繼承，可以間接繼承或直接繼承，也就是可以繼承其他的內(nèi)建異常類(lèi)。比如：

# 自定義異常類(lèi)
class SomeError(Exception):
    pass

try:
    x = input('Enter x: ')
    y = input('Enter y: ')
    print x / y
except ZeroDivisionError as e:
    print 'ZeroDivisionError:',e
except TypeError as e:
    print 'TypeError:',e
except BaseException as e:
    print 'BaseException:',e
    raise SomeError('invalid value')    # 拋出自定義的異常
else:
    print 'no error!'

print 'hello world'

運(yùn)行上面代碼，當(dāng) x 輸入一個(gè)回車(chē)鍵時(shí)，錯(cuò)誤被打印出來(lái)，并拋出我們自定義的異常：

Enter x: 
BaseException: unexpected EOF while parsing (<string>, line 0)
----------------------------------------------------------------------
SomeError                            Traceback (most recent call last)
<ipython-input-20-66060b472f91> in <module>()
     12 except BaseException as e:
     13     print 'BaseException:',e
---> 14     raise SomeError('invalid value')
     15 else:
     16     print 'no error!'

SomeError: invalid value

小結(jié)

Python 中所有的異常類(lèi)都是從 BaseException 類(lèi)派生的。
通過(guò) try/except 來(lái)捕捉異常，可以使用多個(gè) except 子句來(lái)分別處理不同的異常。
else 子句在主 try 塊沒(méi)有引發(fā)異常的情況下被執(zhí)行。
finally 子句不管是否發(fā)生異常都會(huì)被執(zhí)行。
通過(guò)繼承 Exception 類(lèi)可以創(chuàng)建自己的異常類(lèi)。

參考資料

《Python 基礎(chǔ)教程》
Python 異常處理

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