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Python必学源码库,Python的错误处理方法!

程序员文章站 2022-06-28 23:08:04
在程序运行的过程中,如果发生了错误,可以事先约定返回一个错误代码,这样,就可以知道是否有错,以及出错的原因。在操作系统提供的调用中,返回错误码非常常见。比如打开文件的函数open(),成功时返回文件描述符(就是一个整数),出错时返回-1。 用错误码来表示是否出错十分不便,因为函数本身应该返回的正常结 ......

在程序运行的过程中,如果发生了错误,可以事先约定返回一个错误代码,这样,就可以知道是否有错,以及出错的原因。在操作系统提供的调用中,返回错误码非常常见。比如打开文件的函数open(),成功时返回文件描述符(就是一个整数),出错时返回-1

Python必学源码库,Python的错误处理方法!

用错误码来表示是否出错十分不便,因为函数本身应该返回的正常结果和错误码混在一起,造成调用者必须用大量的代码来判断是否出错:

def foo():
    r = some_function()
    if r==(-1):
        return (-1)
    # do something
    return r

def bar():
    r = foo()
    if r==(-1):
        print('error')
    else:
        pass
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一旦出错,还要一级一级上报,直到某个函数可以处理该错误(比如,给用户输出一个错误信息)。

所以高级语言通常都内置了一套try...except...finally...的错误处理机制,python也不例外。

try

让我们用一个例子来看看try的机制:

try:
    print('try...')
    r = 10 / 0
    print('result:', r)
except zerodivisionerror as e:
    print('except:', e)
finally:
    print('finally...')
print('end')

当我们认为某些代码可能会出错时,就可以用try来运行这段代码,如果执行出错,则后续代码不会继续执行,而是直接跳转至错误处理代码,即except语句块,执行完except后,如果有finally语句块,则执行finally语句块,至此,执行完毕。

上面的代码在计算10 / 0时会产生一个除法运算错误:

try...
except: division by zero
finally...
end

从输出可以看到,当错误发生时,后续语句print('result:', r)不会被执行,except由于捕获到zerodivisionerror,因此被执行。最后,finally语句被执行。然后,程序继续按照流程往下走。

如果把除数0改成2,则执行结果如下:

try...
result: 5
finally...
end

由于没有错误发生,所以except语句块不会被执行,但是finally如果有,则一定会被执行(可以没有finally语句)。

你还可以猜测,错误应该有很多种类,如果发生了不同类型的错误,应该由不同的except语句块处理。没错,可以有多个except来捕获不同类型的错误:

try:
    print('try...')
    r = 10 / int('a')
    print('result:', r)
except valueerror as e:
    print('valueerror:', e)
except zerodivisionerror as e:
    print('zerodivisionerror:', e)
finally:
    print('finally...')
print('end')
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int()函数可能会抛出valueerror,所以我们用一个except捕获valueerror,用另一个except捕获zerodivisionerror

此外,如果没有错误发生,可以在except语句块后面加一个else,当没有错误发生时,会自动执行else语句:

try:
    print('try...')
    r = 10 / int('2')
    print('result:', r)
except valueerror as e:
    print('valueerror:', e)
except zerodivisionerror as e:
    print('zerodivisionerror:', e)
else:
    print('no error!')
finally:
    print('finally...')
print('end')

python的错误其实也是class,所有的错误类型都继承自baseexception,所以在使用except时需要注意的是,它不但捕获该类型的错误,还把其子类也“一网打尽”。比如:

try:
    foo()
except valueerror as e:
    print('valueerror')
except unicodeerror as e:
    print('unicodeerror')

第二个except永远也捕获不到unicodeerror,因为unicodeerrorvalueerror的子类,如果有,也被第一个except给捕获了。

python所有的错误都是从baseexception类派生的,常见的错误类型和继承关系看这里:

使用try...except捕获错误还有一个巨大的好处,就是可以跨越多层调用,比如函数main()调用foo()foo()调用bar(),结果bar()出错了,这时,只要main()捕获到了,就可以处理:

def foo(s):
    return 10 / int(s)

def bar(s):
    return foo(s) * 2

def main():
    try:
        bar('0')
    except exception as e:
        print('error:', e)
    finally:
        print('finally...')

也就是说,不需要在每个可能出错的地方去捕获错误,只要在合适的层次去捕获错误就可以了。这样一来,就大大减少了写try...except...finally的麻烦。

调用栈

如果错误没有被捕获,它就会一直往上抛,最后被python解释器捕获,打印一个错误信息,然后程序退出。来看看err.py

# err.py:
def foo(s):
    return 10 / int(s)

def bar(s):
    return foo(s) * 2

def main():
    bar('0')

main()

执行,结果如下:

$ python3 err.py
traceback (most recent call last):
  file "err.py", line 11, in <module>
    main()
  file "err.py", line 9, in main
    bar('0')
  file "err.py", line 6, in bar
    return foo(s) * 2
  file "err.py", line 3, in foo
    return 10 / int(s)
zerodivisionerror: division by zero

出错并不可怕,可怕的是不知道哪里出错了。解读错误信息是定位错误的关键。我们从上往下可以看到整个错误的调用函数链:

错误信息第1行:

traceback (most recent call last):

告诉我们这是错误的跟踪信息。

第2~3行:

  file "err.py", line 11, in <module>
    main()

调用main()出错了,在代码文件err.py的第11行代码,但原因是第9行:

  file "err.py", line 9, in main
    bar('0')

调用bar('0')出错了,在代码文件err.py的第9行代码,但原因是第6行:

  file "err.py", line 6, in bar
    return foo(s) * 2

原因是return foo(s) * 2这个语句出错了,但这还不是最终原因,继续往下看:

  file "err.py", line 3, in foo
    return 10 / int(s)

原因是return 10 / int(s)这个语句出错了,这是错误产生的源头,因为下面打印了:

zerodivisionerror: integer division or modulo by zero

根据错误类型zerodivisionerror,我们判断,int(s)本身并没有出错,但是int(s)返回0,在计算10 / 0时出错,至此,找到错误源头。