開始捕捉
以防萬一你不熟悉異常，讓我們從一般定義開始......
exception：（計算）正常處理時發生的中斷，通常由錯誤條件引起，可由另一部分程式處理。
讓我們來看一個簡單的例子：
def initiate_security_protocol(code):
if code == 1:
print("Returning onboard companion to home location...")
if code == 712:
print("Dematerializing to preset location...")
code = int(input("Enter security protocol code: "))
initiate_security_protocol(code)登入後複製
>>> Enter security protocol code: 712
Dematerializing to preset location...
>>> Enter security protocol code: seven one two
Traceback (most recent call last):
File "/home/jason/Code/FiringRanges/PyFiringRange/Sandbox/security_protocols.py", line 7, in <module>
code = int(input("Enter security protocol code: "))
ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'seven one two'登入後複製
顯然，這是一個錯誤。我們不希望我們的程式因為用戶輸入了一些奇怪的東西而突然崩潰。正如下面這個笑話所說...
一名 QA 工程師走進一家酒吧。他點了一杯啤酒。他點了五瓶啤酒。他點了 -1 杯啤酒。他點了一隻蜥蜴。
我們想防止奇怪的輸入。在這種情況下，只有一個重要的故障點：就是int()函數。它期望接收可以轉換為整數的參數，如果它沒有得到它，則會拋出ValueError異常。為了正確處理這個問題，我們將可能失敗的程式碼包裝在一個try...except區塊中。
try:
code = int(input("Enter security protocol code: "))
except ValueError:
code = 0
initiate_security_protocol(code)登入後複製
當我們再次測試我們的程式碼時，我們不會遇到這種失敗錯誤。如果我們無法從用戶那裡獲得我們需要的信息，我們將只需要設定code=0。當然，我們可以重寫我們的initiate_security_protocol()函數來處理0不同的程式碼，但我不會在這裡展示，只是為了節省時間。
注意：無論出於何種原因，身為多語言程式設計師，我經常忘記在Python 中使用except，而用大多數其他語言所使用的catch語句。我已經在這篇文章中打錯了三遍（然後立即修復它）。這只是一個記憶點。值得慶幸的是，Python沒有catch的關鍵字，因此語法錯誤會很突出。如果你會多種語言，當你感到困惑時，請不要驚慌。 python裡是except，不是catch。
閱讀Traceback
在我們深入探討該try...except語句的一些更深層的細節之前，讓我們再次回顧一下該錯誤語句。畢竟，如果我們不討論錯誤訊息，那麼一篇關於錯誤處理的文章有什麼用呢？在 Python 中，我們稱之為Traceback，因為它從涉及的第一行程式碼到最後一行追蹤錯誤的起源。在許多其他語言中，這將被稱為堆疊追蹤( stack trace)。
Traceback (most recent call last):
File "/home/jason/Code/FiringRanges/PyFiringRange/Sandbox/security_protocols.py", line 7, in <module>
code = int(input("Enter security protocol code: "))
ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'seven one two'登入後複製
我有從下到上閱讀這些資訊的習慣，因為它可以幫助我先獲得最重要的資訊。如果你查看最後一行，你會看到ValueError，這是已引發的特定例外。確切的細節如下；在這種情況下，無法使用 . 將字串'seven one two'用int()轉換為整數。我們還了解到它正在嘗試轉換為以10 為底的整數，這在其他場景中可能是有用的信息。想像一下，例如，如果那行改成...
ValueError: invalid literal for int() with base 10: '5bff'
登入後複製
如果我們忘記指定以16 為基數進行int('5bff', 16)轉化，而不是預設值（以10 為基數），這是完全可能的。簡而言之，你應該始終徹底閱讀並理解錯誤訊息的最後一行！ 有太多次我看了一半的帖子，花了半個小時追錯了bug，才發現我忘了一個參數或使用了錯誤的函數。
錯誤訊息上方是錯誤來自 ( code = int(input("Enter security protocol code: "))) 的程式碼行。上面是檔案的絕對路徑 ( security_protocols.py) 和行號7。該語句in <module>意味著程式碼在任何函數之外。在這個例子中，回調只有一步，所以讓我們來看一些稍微複雜一點的東西。我已經更改並擴展了之前的程式碼。
Traceback (most recent call last):
File "/home/jason/Code/FiringRanges/PyFiringRange/Sandbox/databank.py", line 6, in <module>
decode_message("Bad Wolf")
File "/home/jason/Code/FiringRanges/PyFiringRange/Sandbox/databank.py", line 4, in decode_message
initiate_security_protocol(message)
File "/home/jason/Code/FiringRanges/PyFiringRange/Sandbox/security_protocols.py", line 2, in initiate_security_protocol
code = int(code)
ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'Bad Wolf'登入後複製
我們遇到了與以前類似的錯誤 - 我們正在嘗試將字串轉換為整數，但它不起作用。倒數第二行向我們展示了失敗的程式碼；果然，這兒提到了int()這一點。根據上面的行，這個有問題的程式碼位於security_protocols.py檔案的第2 行initiate_security_protocol()函數內部！我們就可以馬上找到那兒，並將其包裝在一個try...except. 了解了為什麼從下到上閱讀可以節省時間了吧？
然而，让我们想象它并不那么简单。也许我们没有修改security_protocols.py的选项，所以我们需要在执行该模块之前防止出现问题。如果我们查看下一行，我们会看到在databank.py第 4 行，在decode_message()函数内部，我们调用的initiate_security_protocol()函数有问题。是由于在databank.py第6行被调用，这就是我们将参数传递"Bad Wolf"给它的地方。
数据输入不是问题，因为我们要解码消息“Bad Wolf”。但是，为什么我们要将我们试图解码的消息传递给安全协议呢？也许我们需要改写那个函数（或者除了其他更改之外？）。如你所见，Traceback对于了解错误的来源非常重要。养成仔细阅读的习惯；许多有用的信息可能隐藏在意想不到的地方。
顺便说一句，第一行每次都是一样的，但是如果你忘记如何阅读这些消息，它会非常有用。最近执行的代码列在最后。因此，正如我之前所说，你应该从下往上阅读它们。
Exception
“请求宽恕比获得许可更容易。” -海军少将格蕾丝·霍珀
这句话最初是关于主动的；如果你相信一个想法，请尽力去尝试它，而不是等待其他人的许可来追求它。然而，在这种情况下，它很好地描述了 Python 的错误处理哲学：如果某些事情经常以一种或多种特定方式失败，通常最好使用<strong>try...except</strong>语句来处理这些情况。
这种哲学被正式命名为“请求宽恕比许可更容易”，或EAFP。
这有点抽象，所以让我们考虑另一个例子。假设我们希望能够在字典中查找信息。
datafile_index = {
# Omitted for brevity.
# Just assume there's a lot of data in here.
}
def get_datafile_id(subject):
id = datafile_index[subject]
print(f"See datafile {id}.")
get_datafile_id("Clara Oswald")
get_datafile_id("Ashildir")登入後複製
See datafile 6035215751266852927.
Traceback (most recent call last):
File "/home/jason/Code/FiringRanges/PyFiringRange/Sandbox/databank.py", line 30, in <module>
get_datafile_id("Ashildir")
File "/home/jason/Code/FiringRanges/PyFiringRange/Sandbox/databank.py", line 26, in get_datafile_id
id = datafile_index[subject]
KeyError: 'Ashildir'登入後複製
第一个函数调用是对的。我们在字典database_index中搜索存在的键"Clara Oswald"，因此我们返回与其关联的值 (6035215751266852927 )，并在我们格式化语句print()中打印出该数据。但是，第二个函数调用失败。引发异常KeyError，因为"Ashildir"它不是字典中的键。
技术说明： Python 为collections.defaultdict这个确切问题提供了另一种解决方案；尝试访问不存在的键将使用一些默认值在字典中创建键/值对。但是，由于这是演示错误处理的示例，因此我没有使用它。
由于不能合理地期望我们知道或记住字典中的所有键，尤其是在现实世界的场景中，我们需要一些方法来处理尝试访问不存在的键的常见情况。你的第一直觉可能是在尝试访问字典键之前检查它......
def get_datafile_id(subject):
if subject in datafile_index:
id = datafile_index[subject]
print(f"See datafile {id}.")
else:
print(f"Datafile not found on {subject})登入後複製
在 Python 文化中，这种方法被称为“跳前看”[LBYL]。
但这不是最有效的方法！“宽恕，而不是许可”在这里发挥作用：我们不是先测试，而是使用<strong>try...except</strong>.
def get_datafile_id(subject):
try:
id = datafile_index[subject]
print(f"See datafile {id}.")
except KeyError:
print(f"Datafile not found on {subject}")登入後複製
这背后的逻辑很简单：我们不是通过两次获取键，而是只访问一次，并使用实际exception作为逻辑分支的手段。
在 Python 中，我们不认为异常是可以避免的。事实上，try...except它是许多 Python 设计模式和算法的常规部分。不要害怕引发和捕获异常！事实上，即使是键盘中断也是通过KeyboardInterrupt异常处理的。
注意： try...except是一个强大的工具，但它并不适用于一切。例如，None从函数返回通常被认为比引发异常更好。仅在发生最好由调用者处理的实际错误时抛出异常。
反面模式
迟早，每个 Python 开发人员都会发现这是可行的：
try:
someScaryFunction()
except:
print("An error occured. Moving on!")登入後複製
一个单except语句允许你在一个中捕获所有异常。这个被称为反面模式，这是一个非常非常糟糕的想法。总结一下……
...实际错误的所有上下文放在了一起抛出，永远看不到问题跟踪器的内部。当发生“大量”异常时，堆栈跟踪指向发生次要错误的位置，而不是 try 块内的实际失败位置。
长话短说，你应该始终明确地捕获特定的异常类型。任何你无法预见的失败都可能与一些需要解决的错误有关；例如，当你的超级复杂搜索功能突然开始提出 anOSError而不是预期的KeyError或者TypeError时。
像往常一样，The Zen Python 对此有话要说……
错误永远不应该悄无声息地过去。
除非明确沉默。
换句话说，这不是口袋妖怪 - 你不应该抓住他们！
Except, Else, Finally
我不会一下子就捕捉到所有异常。那么，如何处理多个可能的故障呢？
你要知道 Python 的try...except工具比它最初展示的要多得多。
class SonicScrewdriver:
def __init__(self):
self.memory = 0
def perform_division(self, lhs, rhs):
try:
result = float(lhs)/float(rhs)
except ZeroDivisionError:
print("Wibbly wobbly, timey wimey.")
result = "Infinity"
except (ValueError, UnicodeError):
print("Oy! Don't diss the sonic!")
result = "Cannot Calculate"
else:
self.memory = result
finally:
print(f"Calculation Result: {result}\n")
sonic = SonicScrewdriver()
sonic.perform_division(8, 4)
sonic.perform_division(4, 0)
sonic.perform_division(4, "zero")
print(f"Memory Is: {sonic.memory}")登入後複製
在我向你展示输出之前，请仔细查看代码。你认为这三个sonic.perform_division()函数调用中的每一个都会打印出什么？最终存储sonic.memory的是什么？看看你能不能弄明白。
如果你已经有答案？让我们看看你是否正确。
Calculation Result: 2.0
Wibbly wobbly, timey wimey.
Calculation Result: Infinity
Oy! Don't diss the sonic!
Calculation Result: Cannot Calculate
Memory Is: 2.0
登入後複製
你是惊讶，还是你做对了？让我们分析一下。
try:当然，是我们试图运行的代码，它可能会也可能不会引发异常。
except ZeroDivisionError:当我们试图除以零时发生。在这种情况下，我们说该值"Infinity"是计算的结果，并打印出一条关于除以0的提示信息。
except (ValueError, UnicodeError):只要引发这两个异常之一，就会抛出异常。ValueError是每当我们传递的任何参数都不能被强制转换float()时，就会发生这种错误，而UnicodeError是如果编码或解码 Unicode 有问题，就会发生这种报错。实际上，第二个只是为了说明一点。对于ValueError所有无法将参数转换为浮点数的可信场景，这已经足够了。无论哪种情况，我们都将值"Cannot Calculate"作为我们的结果，并提醒用户不要对硬件提出不合理的要求。
这就是事情变得有趣的地方。仅在未引发异常时else:运行。在这种情况下，如果我们有一个有效的除法计算结果，我们实际上希望将它存储在内存中；相反，如果我们得到“无穷大”或“无法计算”作为我们的结果，我们不会存储它。
无论如何，该finally:部分都会运行。在这种情况下，我们打印出我们的计算结果。
顺序确实很重要。我们必须遵循模式try...except...else...finally，else如果存在，必须在所有except语句之后。finally总是最后的。
最初很容易混淆else和finally，因此请确保你了解其中的区别。<strong>else</strong>仅在未引发异常时运行；<strong>finally</strong>每次运行。
Finally执行顺序
你希望以下代码实现什么？
class SonicScrewdriver:
def __init__(self):
self.memory = 0
def perform_division(self, lhs, rhs):
try:
result = float(lhs)/float(rhs)
except ZeroDivisionError:
print("Wibbly wobbly, timey wimey.")
result = "Infinity"
except (ValueError, UnicodeError):
print("Oy! Don't diss the sonic!")
result = "Cannot Calculate"
else:
self.memory = result
return result
finally:
print(f"Calculation Result: {result}\n")
result = -1
sonic = SonicScrewdriver()
print(sonic.perform_division(8, 4))登入後複製
下面的那return句话else应该是事情的结束了吧？其实，不！如果我们运行该代码...
Calculation Result: 2.0
2.0
登入後複製
有两个重要的观察结果：
finally正在运行，即使在我们的return声明之后。该函数不会像通常那样退出。
该return语句确实在finally块执行之前运行。我们知道这一点是因为结果result输出是2.0，而不是我们在语句finally中分配的-1。
<strong>finally</strong>每次都会运行，即使你<strong>return</strong>在<strong>try...except</strong>结构中的其他地方有。
但是，我也用一个os.abort()代替测试了上面的return result，在这种情况下，finally块永远不会运行；该程序彻底中止。你可以在任何地方直接停止程序执行，Python 只会放弃它正在做的事情并退出。该规则是不变的，即使是不寻常的finally行为。
抛出异常
所以，我们可以用try...except捕获异常. 但是如果我们只是想主动抛出一个呢？
在 Python 术语中，我们说我们引发了异常，并且与该语言中的大多数事情一样，实现这一点很明显：只需使用raise关键字：
class Tardis:
def __init__(self):
pass
def camouflage(self):
raise NotImplementedError('Chameleon circuits are stuck.')
tardis = Tardis()
tardis.camouflage()登入後複製
当我们执行该代码时，我们会看到我们引发的异常。
Traceback (most recent call last):
File "/home/jason/Code/FiringRanges/PyFiringRange/Sandbox/tardis.py", line 10, in <module>
tardis.camoflague()
File "/home/jason/Code/FiringRanges/PyFiringRange/Sandbox/tardis.py", line 7, in camoflague
raise NotImplementedError('Chameleon circuits are stuck.')
NotImplementedError: Chameleon circuits are stuck.登入後複製
这样就能知道我们在哪儿出现了异常错误。
注意：异常NotImplementedError是Python 中的内置异常之一，有时用于指示一个函数不应该使用，因为它还没有完成（但总有一天会完成）。它不能与NotImplementedvalue互换。请参阅文档以了解何时使用它们。
显然，关键代码是raise NotImplementedError('Chameleon circuits are stuck.'). 在raise关键字之后，我们给出要引发的异常对象的名称。在大多数情况下，我们从 Exception 类创建一个新对象，从括号的使用可以看出。所有异常都接受字符串作为消息的第一个参数。一些例外接受或需要更多参数，因此请参阅官方文档。
使用异常
有时我们需要在捕捉到异常后对其进行处理。我们有一些非常简单的方法来做到这一点。
最明显的是从异常中打印消息。为此，我们需要能够处理我们捕获的异常对象。让我们将except语句更改为except NotImplementedError as e:，其中e是我们“绑定”到异常对象的名称。然后，我们可以e直接作为对象使用。
tardis = Tardis()
try:
tardis.camouflage()
except NotImplementedError as e:
print(e)
登入後複製
异常类已经定义了它的__str__()函数来返回异常消息，所以如果我们将它转换成一个字符串（str()），这就是我们将得到的。你可能还记得上一篇文章print()自动将其参数转换为字符串。当我们运行这段代码时，我们得到...
Chameleon circuits are stuck.
登入後複製
是不是很容易！
冒泡
现在，如果我们想再次引发异常怎么办？
等等，什么？我们刚刚捕获了那个东西。为什么还要再次引发异常？
一个示例是，如果你需要在幕后进行一些清理工作，但最终仍希望调用者必须处理异常。这是一个例子......
class Byzantium:
def __init__(self):
self.power = 0
def gravity_field(self):
if self.power <= 0:
raise SystemError("Gravity Failing")
def grab_handle():
pass
byzantium = Byzantium()
try:
byzantium.gravity_field()
except SystemError:
grab_handle()
print("Night night")
raise登入後複製
在上面的示例中，我们只是想捕获一些实体 ( grab_handle()) 并打印一条附加消息，然后让异常继续raise抛出. 当我们重新引发异常时，我们说它冒泡了。
Night night
Traceback (most recent call last):
File "/home/jason/Code/FiringRanges/PyFiringRange/Sandbox/byzantium.py", line 18, in <module>
byzantium.gravity_field()
File "/home/jason/Code/FiringRanges/PyFiringRange/Sandbox/byzantium.py", line 8, in gravity_field
raise SystemError("Gravity Failing")
SystemError: Gravity Failing登入後複製
注意：你可能认为我们需要说except SystemError as e:或者说raise e什么，但那是矫枉过正。对于冒泡的异常，我们只需要自己调用<strong>raise</strong>。
现在，如果我们想在冒泡异常的同时添加一些额外的信息怎么办？你的第一个猜测可能只是完全引发一个新异常，但这会带来一些问题。为了演示，我将在执行顺序中添加另一层。请注意，当我处理这个问题时SystemError，我会提出一个新的RuntimeError。我在第二个try...except区块中发现了这个新异常。
byzantium = Byzantium()
def test():
try:
byzantium.gravity_field()
except SystemError:
grab_handle()
raise RuntimeError("Night night")
try:
test()
except RuntimeError as e:
print(e)
print(e.__cause__)登入後複製
当我们运行它时，我们得到以下输出。
当我们捕获到这个新异常时，我们完全没有关于它是什么原因的上下文。为了解决这个问题，Python 3在PEP 3134中引入了显式异常链接。实现它很容易。看看我们的新函数test()，这是我与上一个示例相比唯一更改的部分。
byzantium = Byzantium()
def test():
try:
byzantium.gravity_field()
except SystemError as e:
grab_handle()
raise RuntimeError("Night night") from e
try:
test()
except RuntimeError as e:
print(e)
print(e.__cause__)登入後複製
你有没有发现我在那儿做什么？在except声明中，我将名称绑定e到我们捕获的原始异常。然后，在引发新RuntimeError异常时，我将其链接到上一个异常，并使用from e. 我们现在的输出...
Night night
Gravity Failing
登入後複製
当我们运行它时，我们的新异常会记住它是从哪里来的——前一个异常存储在它的__cause__属性中（打印在输出的第二行）。这对于日志记录特别有用。
你可以使用异常类执行许多其他技巧，尤其是在引入 PEP 3134 时。像往常一样，我建议你阅读文档，我在文章末尾链接到该文档。
自定义异常
Python 有一大堆异常，它们的使用有据可查。当我为工作选择合适的异常时，我经常参考这个异常列表。然而，有时，我们只需要更多……定制的东西。
所有错误类型的异常都是从Exception类派生的，而类又是从BaseException类派生的。这种双重层次结构的原因是你可以捕获所有错误Exceptions，而无需对特殊的、非系统退出的异常（如KeyboardInterrupt. 当然，这在实践中对你来说并不重要，因为except Exception实际上总是我之前提到的反模式的另一种形式。无论如何，不建议你直接派生自BaseException——只要知道它存在即可。
在进行自定义异常时，你实际上可以从任何你喜欢的异常类派生。有时，最好从与你正在自定义的异常最接近的异常中获取。但是，如果你不知所措，你可以从Exception派生.
让我们自定义一个，好吗？
class SpacetimeError(Exception):
def __init__(self, message):
super().__init__(message)
class Tardis():
def __init__(self):
self._destination = ""
self._timestream = []
def cloister_bell(self):
print("(Ominous bell tolling)")
def dematerialize(self):
self._timestream.append(self._destination)
print("(Nifty whirring sound)")
def set_destination(self, dest):
if dest in self._timestream:
self.cloister_bell()
self._destination = dest
def engage(self):
if self._destination in self._timestream:
raise SpacetimeError("You should not cross your own timestream!")
else:
self.dematerialize()
tardis = Tardis()
# Should be fine
tardis.set_destination("7775/349x10,012/acorn")
tardis.engage()
# Also fine
tardis.set_destination("5136/161x298,58/delta")
tardis.engage()
# The TARDIS is not going to like this...
tardis.set_destination("7775/349x10,012/acorn")
tardis.engage()登入後複製
显然，最后一个将导致我们的SpacetimeError异常被引发。
让我们再看看那个异常类声明。
class SpacetimeError(Exception):
def __init__(self, message):
super().__init__(message)
登入後複製
这实际上非常容易编写。如果你还记得我们之前对类的探索，super().__init__()就是在基类上调用初始化函数，Exception在这种情况下就是这样。我们将消息传递给SpacetimeError异常构造函数，并将其交给基类初始化函数。
事实上，如果我唯一要做的就是将 传递message给super(), 类，我可以让这更简单：
class SpacetimeError(Exception):
pass
登入後複製
Python 自己处理基础异常。
这就是我们需要做的所有事情，尽管像往常一样，我们可以用这个做更多的技巧。自定义异常不仅仅是一个漂亮的名字；我们可以使用它们来处理各种不寻常的错误场景，尽管这显然超出了本指南的范围。
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