本章主題：
什么是異常
Python中的異常
探測和處理異常
上下文管理
引發異常
斷言
標準異常
創建異常
相關模塊
什么是異常
- 錯誤
從軟件方面來說，錯誤是語法或是邏輯上的。語法錯誤只是軟件的結構上有錯誤，導致不能被解釋器解釋或者編譯器無法編譯。這些錯誤必須在程序執行前被糾正。
當程序的語法正確之后，剩下的就是邏輯錯誤了。邏輯錯誤可能是由于不完整或是不合法的輸入所致，在其他情況下，還可能是邏輯無法生成、計算、或是輸出結果需要的過程無法執行。這些錯誤通常被稱為域錯誤和范圍錯誤。
當Python檢測到一個錯誤時，解釋器會指出當前流已經無法繼續執行下去。這個時候就出現異常。
- 異常
對異常最好的描述是：它是因為程序出現了錯誤而在正常控制流以外采取的行為。這個行為又分為兩個階段:首先是引起異常發生的錯誤，然后是檢測（和采取可能的措施）階段。
python中的異常
- NameError ：嘗試訪問一個未申明的變量
>>> foo
Traceback (innermost last):
File "<stdin>",line 1, in ?
NameError: name 'foo' is not defined
#NameError 表示我們訪問了一個沒有初始化的變量。在Python解釋器的符號表沒有找到那個令人討厭的變量，我們將在后面的兩章討論名稱空間，現在大家可以認為它們是連接名字和對象的“地址簿”就可以了
#任何可訪問的變量必須在名稱空間里列出，訪問變量需要由解釋器進行搜索，如果請求的名字沒有在任何名稱空間里找到，那么將會生成一個NameError異常
- ZeroDivisionError : 除數為零
>>> 1/0
Traceback (inner last):
File"<stdin>",line 1,in ?
ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero
#任何數值被零除都會導致一個ZeroDivisionError異常
- SyntaxError: Python 解釋器語法錯誤
>>> for
File "<string>", line 1
for
^
SyntaxError: invalid syntax
#SyntaxError 異常時唯一不是在運行時發生的異常。它代表Python
代碼中有一個不正確的結構，在它改正之前程序是無法執行的。這些錯誤一般都是在編譯時發生，Python解釋器無法把你腳本轉化為python字節碼。也有可能是你導入了一個有缺陷的模塊。
- IndexError : 請求的索引超出序列范圍
>>> alist = []
>>> alist[0]
Traceback (innermost last):
File "<stdin>", line 1,in ?
IndexError: last index out of range
#IndexError 在你嘗試使用一個超出范圍的值索引序列引發。
- KeyError ：請求一個不存在的字典的關鍵字
>>> aDict = {'host': 'earth','port': 80}
>>> print aDict['server']
Traceback (innermost last):
File "<stdin>", line 1, in ?
KeyError: server
#映射對象，例如字典，是依靠關鍵字（key）訪問數據的，如果使用了錯誤的或者是不存在的鍵請求字典會引發一個KeyError異常。
- IOError ： 輸入/輸出錯誤
>>> f = open ("blah")
Traceback (innermost last):
File "<stdin>",line 1, in ?
IOError: [Errno 2] No such file or directory: 'blah'
#類似嘗試打開一個不存在的磁盤文件一類的操作會引起一個操作系統輸入/輸出(I/O)錯誤。任何類型的I/O錯誤都會引發IOError異常
- AttributeError : 嘗試訪問未知的對象屬性
>>> class myClass(object) :
... pass
...
>>> myInst = myClass()
>>> myInst.bar = 'spam'
>>> myInst.bar
'spam'
>>> myInst.foo
Traceback (innermost last):
File "<stdin>", line 1, in ?
AttributeError foo
#在這個例子里，我們在myInst.bar存儲了一個值，也就是實例myInst的bar屬性，屬性被定義后，我們可以使用梳洗的點屬性操作符訪問它，但如果是沒有定義屬性，例如我們訪問foo屬性，將導致一個AttributeError異常。
檢測和處理異常
異常可以通過try語句來檢測。任何在try語句塊里的代碼都會被檢測，檢查有無異常發生。
try語句有二種形式: try-except和try-finally 這兩個語句是互斥的，也就是說你只能使用其中的一種。一個try語句可以對應一個或者多個except子句，但只能對應一個finally子句，或者是一個try-except-finally復合語句。
try-except語句
try:
try_suite #監控這里的異常
except Exception[,reason]:
except_suite #異常處理代碼
>>> try:
... f = open ('blah','r')
... except IOError,e:
... print 'could not open file:',e
...
cloud not open file: [Errno 2] No such file or directory
處理多個異常的except語句
#我們還可以在一個except子句里處理多個異常。except語句在處理多個異常要求異常被放在一個元祖里:
except (Exception1,Exception2)[,reason]:
suite_for_Exception1_and_Exception2
def safe_float(object):
try:
retval = float(object)
except (ValueError,TypeError):
retval = 'argument must be a number or numberic string'
return retval
捕獲所有異常
#way1
#
try:
:
except Exception, e:
#error occurred,log 'e',etc.
#way2
#
try:
:
except:
#error occurred,etc
#關于捕獲所有異常，你應當知道有些異常不是由錯誤條件引起的，它們是SystemExit和KeyboardInterupt。
#SystemExit是由于當前Python應用程序需要退出
#KeyboardInterrupt是代表用戶按下了Ctrl+C，想要退出Python。在真正需要的時候，這些異常卻會被異常捕獲。
異常被遷移到新式類（new-style class）啟用了一個新的“所有異常之母”，這個類叫做 BaseException，異常的繼承結構有了少許的調整，為了讓人們擺脫不得不除創建兩個處理器慣用法。
- BaseException
| - KeyboardInterrupt
| - SystemExit
| - Exception
| - (all other current bulit-in exception) 所有內建異常
try:
:
except Exception, e:
#handle real errors
#如果你確實要捕獲所有異常，那么你需要使用新的 BaseException:
try:
:
except BaseException, e:
#handle all errors
異常參數
異常也可以有參數，異常引發后它會被傳遞給異常處理器。當異常被引發后參數是作為附加幫助信息傳遞給異常處理器的。雖然異常原因是可選的，但標準內建異常提供至少一個參數，指示異常原因的一個字符串。
異常的參數可以在處理器里忽略，但是Python提供了保存這個值得語法。我們已經在上邊接觸到相關內容：要想訪問提供的異常原因，你必須保留一個變量來保存這個參數。把這個參數放在except語句后，接在要處理的異常后面。except語句的這個語法可以被擴展為：
# single exception
except Exception[,reason]:
suite_for_Exception_with_Argument
# multiple exception
except (Exception1,Exception2,...,ExceptionN)[,reason]:
suite_for_Exception1_to_ExceptionN_with_Argument
#reason將會是一個包含來自導致異常的代碼的診斷信息的類實例。異常參數自身會組織一個元組，并存儲為類實例(異常類的實例)的屬性
無論reason只包含一個字符串或是由錯誤編號和字符串組成的元組，調用str(reason)總會返回一個良好可讀的錯誤原因。不要忘記reason是一個類實例——這樣做你其實是調用類的特殊方法str()
信用卡交易系統（cardrun.py）
#!/usr/bin/env python
def safe_float(obj):
'safe version if float()'
try:
retval = float(obj)
except (ValueError,TypeError), diag:
retval = str(diag)
return retval
def main():
'handle all the data processing'
log = open('cardlog.txt', 'w')
try:
ccfile = open('carddata.txt', 'r')
except IOError, e:
log.write('no txns this month\n')
log.close()
return
txns = ccfile.readlines()
ccfile.close()
total = 0.00
log.write('account log:\n')
for eachTxn in txns:
result = safe_float(eachTxn)
if isinstance(result,float):
total += result
log.write('data... processed\n')
else:
log.write('ignored: %s' %(result))
print '$%.2f (new balance)' % (total)
log.close()
if __name__ = '__main__':
main()
else 子句
我們已經看過else語句段配合其他python語句，比如條件和循環。至于try-except語句段，它的功能和你所見過的其他else沒有太多的不同: 在try范圍中沒有異常被檢測到時，執行else子句
import 3rd_party_module
log = open('logfile','w')
try:
3rd_party_module.function()
except:
log.write("*** caught exception in module \n")
else:
log.write("*** no exceptions caught\n")
log.close()
finally 子句
finally 子句是無論異常是否發生，是否捕捉都會執行的一段代碼
下面是try-except-else-finally的語法實例:
try:
A
except MyException:
B
else:
C
finally:
D
#無論如何，你都可以有不止一個的except子句，但最少有一個except語句，而else和finally都是可選的。無論異常發生在A、B或C都 將執行finally塊。
通過try-finally來實現關閉文件而無論錯誤是否發生
#方式1
try:
try:
ccfile = open('carddata.txt')
txns = ccfile.readlines()
except IOError:
log.write('no txns this month\n')
finally:
ccfile.close()
#方式2
try:
try:
ccfile = open('carddata.txt')
txns = ccfile.readlines()
finally:
ccfile.close()
except IOError:
log.write('no txns this month\n')
上下文管理
-
with語句
類似于 try-except-finally,with語句也是用來簡化代碼的，這與try-except和try-finally所想達到的目的前呼后應。try-except和try-finally的一種特定的配合用法是保證共享資源的唯一分配，并在任務結束后釋放它。比如文件（數據、日志、數據庫等等）、線程資源、簡單同步、數據庫連接，等等。
然而，with語句的目的在于從流程圖中把try、except、finally關鍵字和資源分配釋放相關代碼統統去掉，而不是像try-except-finally那樣僅僅簡化代碼使之易用
#with語法的基本語法如下:
with context_expr [as var]:
with_suite
創建異常（myexc.py）
#!/usr/bin/env python
#
import os
import socket
import errno
import types
import tempfile
class NetworkError(IOError):
pass
class FileError(IOError):
pass
def updArgs(args,newarg=None):
if isinstance(args,IOError):
myargs = []
myargs.extend([arg for arg in args])
else:
myargs = list(args)
if newarg:
myargs.append(newarg)
return tuple(myarg)
def fileArgs(file, mode, args):
if args[0] == errno.EACCES and 'access' in dir(os):
perms = ''
permd = { 'r': os.R_OK,'w': os.W_OK,'x': os.X_OK}
pkeys = permd.keys()
pkeys.sort()
pkeys.reverse()
for eachPerm in 'rmx':
if os.access(file, permd[eachPerm])
perms += eachPerm
else:
perm += '-'
if isinstance(args,IOError):
myargs = []
myargs.extend([arg for arg in args])
else:
myargs = list(args)
myargs[1] = " '%s' %s (perms: '%s')"% (mode, myargs[1], perms)
myargs.append(args.filename)
else:
myargs = args
return tuple(myargs)
def myconnect(sock, host, port):
try:
sock.connect((host, port))
except socket.error, args:
myargs = updArgs(args)
if len(myargs) == 1:
myargs = (error.ENXIO, myargs[0])
raise NetworkError, updArgs(myargs, host + ': ' + str(port))
def myopen(file, mode='r'):
try:
fo = open(file, mode)
except IOError, args:
raise FileError, fileArgs(file, mode, args)
return fo
def testfile():
file = mktemp()
f = open(file,'w')
f.close()
for eachTest in ((0, 'r'), (0100, 'r'),(0400, 'w'), (0500, 'w'))
try:
os.chmod(file, eachTest[0])
f = open(file, eachTest[1])
except FileError, args:
print "%s: %s" % (args.__class__.__name__, args)
else:
print file, "opened ok... perm ignored"
f.close()
os.chmod(file, 0777)
os.unlink(file)
def testnet():
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
for eachHost in ('deli', 'www'):
try:
myconnect(s, 'deli', 8080)
except NetworkError, args:
print "%s: %s" % (args.__class__.__name__, args)
if __name__ == "__main__":
testfile()
testnet()
