15-exceptions.pd

# 异常处理

在你的程序中出现某些*异常*情况时，异常发生。例如，如果你要读一个文件而文件不存在？或者如果你不小心删除了正在运行的程序？这种情况的处理使用**异常**处理。

同样,如果您的程序有一些无效的语句会怎样呢？这是由Python以**举起**它的句柄，告诉你有一个**错误**的方式处理。

## 错误 

考虑一个简单的`print`函数调用。如果我们把`print`错拼为`Print`，注意大小 写。在这种情况下，Python会*提出*一个语法错误。

~~~
>>> Print('世界你好')
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#0>", line 1, in <module>
    Print('世界你好')
NameError: name 'Print' is not defined
>>> print('世界你好')
世界你好
~~~

观察到出现了一个`NameError`，且错误发生的地方也被打印出来，这就是为这个错误，*错误处理程序*所做的。

## 异常

我们将**尝试**读取来自用户的输入。按`ctrl-d`后看看会发生什么？

~~~
>>> s = input('输入一些东西 --> ')
输入一些东西 --> 
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#3>", line 1, in <module>
    s = input('输入一些东西 --> ')
EOFError: EOF when reading a line
~~~

Python会产生一个称为`EOFError`的错误，这基本上意味着它发现了一个不希望看到的一个*文件结束符号* (这是由`ctrl-d`表示)。

## 处理异常

我们可以使用`try..except`语句处理异常，我们基本上把通常的语句放在try块，把所有的错误处理程序放在except块。

例子 (保存为 `try_except.py`):

~~~python
try:
    text = input('输入一些东西 --> ')
except EOFError:
    print('为什么你要输入文件结束符呢？')
except KeyboardInterrupt:
    print('你取消了操作。')
else:
    print('你输入了 {0}'.format(text))
~~~

Output:

~~~
$ python3 try_except.py
Enter something -->     # 按ctrl-d
为什么你要输入文件结束符呢？

$ python3 try_except.py
Enter something -->     # 按ctrl-c
你取消了操作。

$ python3 try_except.py
Enter something --> 没有例外
你输入了 没有例外
~~~

它是如何工作的：

我们把所有的可能导致异常/错误的语句放在`try`块中，然后把适当的错误/异常处理程序放在`except`子句/块中。`except`子句可以处理一个指定的错误或异常，或一个圆括号括起来的错误/异常列表。如果没有提供错误或异常的名字，它将处理*所有*错误和异常。

注意，每一个`try`子句，必须有至少一个`except`子句与之相对应，否则，要一个试try块有什么用？

如果不处理任何错误或异常，那么默认的Python处理程序被调用，它只是停止程序的执行和输出错误消息。这点在上面我们已经看到了。

与`try..except`块相关，也可以使用`else`子句，没有例外发生的时候执行`else`子句。  

在下面的例子中，我们还将看到如何获得异常对象，以便我们重新得到附加的信息。

## 提出异常

你可以使用`raise`语句通过指定错误/异常的名字*提出*异常，异常对象也被*抛出*。

你可以提出的错误或异常应该是一个类,它必须直接或间接地是一 `Exception` (异常)类的一个派生类。

例子 (保存为 `raising.py`):

~~~python
class ShortInputException(Exception):
    '''一个用户定义的异常类。'''
    def __init__(self, length, atleast):
        Exception.__init__(self)
        self.length = length
        self.atleast = atleast

try:
    text = input('输入一些东西 --> ')
    if len(text) < 3:
        raise ShortInputException(len(text), 3)
    # 像通常一样可以继续其它的工作
except EOFError:
    print('为什么输入文件结束符？')
except ShortInputException as ex:
    print('输入短的例外: 输入有 {0} 长, 预期至少 {1}'\
          .format(ex.length, ex.atleast))
else:
    print('没有异常提出。')
~~~

Output:

~~~
$ python3 raising.py
输入一些东西 --> 中国
输入短的例外: 输入有 2 长, 预期至少 3

$ python3 raising.py
输入一些东西 --> 中国功夫
没有异常提出。
~~~

它是如何工作的：

这里，我们创建了我们自己的异常类型，叫做`ShortInputException`，它有两个字段-输入字符串的长度 `length` 和程序期望的最小长度`atleast`。

在 `except` 子句，我们提到被保存`为`变量名字的错误的类，控制相应的错误/异常对象，类似于在函数调用的的实参和形参。 在这个特别的`except`子句中，我们使用异常对象的`length`和`atleast`字段，给用户打印一个适当的消息。

## Try .. Finally 

假设在你的程序中正在阅读一个文件，你如何确保文件对象是正常关闭，是否产生了常？这可以通过使用`finally`块实现。注意，,在相同的相应的`try`块中，您可以使用一个`except`子句以及 `finally`块。如果你想同时使用，你将不得不将一个嵌入到另一个中。

保存为`finally.py`:

~~~python
import time

try:
    f = open('poem.txt')
    while True: # 通常的读文件
        line = f.readline()
        if len(line) == 0:
            break
        print(line, end='')
        time.sleep(2) # 确保它运行了一会儿
except KeyboardInterrupt:
    print('!! 你取消了从文件读取操作。')
finally:
    f.close()
    print('(清理：关闭文件)')
~~~

Output:

~~~
$ python3 finally.py
当工作完成时
编程是有趣的
如果想让你的工作有趣
    使用Python！
(清理：关闭文件)
~~~

它是如何工作的：

我们做了通常的文件读取工作，但是为了程序缓慢地运行（Python在自然状况下运行非常快）我们武断地使用`time.sleep`函数在每打印完一行后延迟2秒。当程序仍在运行时，,按`ctrl-c`可以中断/取消该程序的运行。

观察到 `KeyboardInterrupt`异常发生程序退出。然而，在程序退出前，最后子句被执行，文件对象总是被关闭。

## with语句

在`try`块中获取资源和随后的在`finally`块释放释放资源是一种常见的模式。因此，这还有一个`with`语句，它使这一切以一个干净的方式运行:

保存为 `using_with.py`:

~~~python
with open("poem.txt") as f:
    for line in f:
        print(line, end='')
~~~

它是如何工作的：

输出应该与前面的示例相同，不同的是，我们使用的是带有`with`语句的`open`函数 --我们我们把关闭文件的工作留给`with open`自动完成。

在幕后所发生的是，使用`with`语句有一个协议。它通过`open`语句获取返回的对象，在这种情况下我们称之为"thefile"。

在开始代码块时，它*通常*称为 `thefile.__enter__`，代码块执行完毕时，*通常*称为`thefile.__exit__`。

所以，在`finally`块中我们要写的代码将被 `__exit__`方法自动小心，这有利避免重复显式使用 `try..finally`。

这一主题的更多讨论已超本书范围，更多的解释请参考[PEP 343](http://www.python.org/dev/peps/pep-0343/)

## 小结

我们已经讨论了`try..except`和`try..finally`语句的使用方法。我们已经看到了如何创建我们自己的异常类型和如何提出异常。

接下来，我们将探索Python标准库。