Python day 9(5) 錯誤處理

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一：錯誤、調試和測試

1 程式運行中的錯誤：

   a 程式編寫有問題造成的，這種錯誤我們通常稱之為bug，bug是必須修複的。

   b 使用者輸入造成的,可以通過檢查使用者輸入來做相應的處理。

   c 還有一類錯誤是完全無法在程式運行過程中預測的，比如寫入檔案的時候，磁碟滿了，寫不進去了，或者從網路抓取資料，網路突然斷掉了。這類錯誤也稱為異常，在程式中通常是必須處理的，否則，程式會因為各種問題終止並退出。

2 調試：我們也需要跟蹤程式的執行，查看變數的值是否正確，這個過程稱為調試。Python的pdb可以讓我們以單步方式執行代碼。

3 測試：最後，編寫測試也很重要。有了良好的測試，就可以在程式修改後反覆運行，確保程式輸出符合我們編寫的測試。

二：錯誤處理（用try......except......finally）

1 （用try......except......finally來捕獲錯誤）

1 try:2     print(‘try...‘)3     r = 10 / 04     print(‘result:‘, r)5 except ZeroDivisionError as e:6     print(‘except:‘, e)7 finally:8     print(‘finally...‘)9 print(‘END‘)

     a       當我們認為某些代碼可能會出錯時，就可以用try來運行這段代碼，如果執行出錯，則後續代碼不會繼續執行，而是直接跳轉至錯誤處理代碼，即except語句塊，執行完except後，如果有finally語句塊，則執行finally語句塊，至此，執行完畢。

    b        錯誤可能有很多種類，如果發生了不同類型的錯誤，應該由不同的except語句塊處理。沒錯，可以有多個except來捕獲不同類型的錯誤：

 int()函數可能會拋出ValueError，所以我們用一個except捕獲ValueError，用另一個except捕獲ZeroDivisionError。

此外，如果沒有錯誤發生，可以在except語句塊後面加一個else，當沒有錯誤發生時，會自動執行else語句：

 1 try: 2     print(‘try...‘) 3     r = 10 / int(‘2‘) 4     print(‘result:‘, r) 5 except ValueError as e: 6     print(‘ValueError:‘, e) 7 except ZeroDivisionError as e: 8     print(‘ZeroDivisionError:‘, e) 9 else:10     print(‘no error!‘)11 finally:12     print(‘finally...‘)13 print(‘END‘)

 

    c       Python的錯誤其實也是class，所有的錯誤類型都繼承自BaseException，所以在使用except時需要注意的是，它不但捕獲該類型的錯誤，還把其子類也“一網打盡”。比如：

1 try:2     foo()3 except ValueError as e:4     print(‘ValueError‘)5 except UnicodeError as e:6     print(‘UnicodeError‘)

 

第二個except永遠也捕獲不到UnicodeError，因為UnicodeError是ValueError的子類，如果有，也被第一個except給捕獲了。

Python所有的錯誤都是從BaseException類派生的，常見的錯誤類型和繼承關係看這裡：

https://docs.python.org/3/library/exceptions.html#exception-hierarchy

     d        使用try...except捕獲錯誤還有一個巨大的好處，就是可以跨越多層調用，比如函數main()調用foo()，foo()調用bar()，結果bar()出錯了，這時，只要main()捕獲到了，就可以處理：

 1 def foo(s): 2     return 10 / int(s) 3  4 def bar(s): 5     return foo(s) * 2 6  7 def main(): 8     try: 9         bar(‘0‘)10     except Exception as e:11         print(‘Error:‘, e)12     finally:13         print(‘finally...‘)

 也就是說，不需要在每個可能出錯的地方去捕獲錯誤，只要在合適的層次去捕獲錯誤就可以了。這樣一來，就大大減少了寫try...except...finally的麻煩。

 

2  調用棧（不用try......except......finally來捕獲）

如果錯誤沒有被捕獲，它就會一直往上拋，最後被Python解譯器捕獲，列印一個錯誤資訊，然後程式退出。

 1 def foo(s): 2     return 10 / int(s) 3  4 def bar(s): 5     return foo(s) * 2 6  7 def main(): 8     bar(‘0‘) 9 10 main()

 結果如下：

 1 $ python3 err.py 2 Traceback (most recent call last): 3   File "err.py", line 11, in <module> 4     main() 5   File "err.py", line 9, in main 6     bar(‘0‘) 7   File "err.py", line 6, in bar 8     return foo(s) * 2 9   File "err.py", line 3, in foo10     return 10 / int(s)11 ZeroDivisionError: division by zero

 不過要自己分析錯誤的調用棧資訊，定位錯誤的位置。

3  記錄錯誤

如果不捕獲錯誤，自然可以讓Python解譯器來列印出錯誤堆棧，但程式也被結束了。既然我們能捕獲錯誤，就可以把錯誤堆棧列印出來，然後分析錯誤原因，同時，讓程式繼續執行下去。

Python內建的logging模組可以非常容易地記錄錯誤資訊：

 1 import logging 2  3 def foo(s): 4     return 10 / int(s) 5  6 def bar(s): 7     return foo(s) * 2 8  9 def main():10     try:11         bar(‘0‘)12     except Exception as e:13         logging.exception(e)14 15 main()16 print(‘END‘)

 

同樣是出錯，但程式列印完錯誤資訊後會繼續執行，並正常退出

 1 $ python3 err_logging.py 2 ERROR:root:division by zero 3 Traceback (most recent call last): 4   File "err_logging.py", line 13, in main 5     bar(‘0‘) 6   File "err_logging.py", line 9, in bar 7     return foo(s) * 2 8   File "err_logging.py", line 6, in foo 9     return 10 / int(s)10 ZeroDivisionError: division by zero11 END

 

通過配置，logging還可以把錯誤記錄到記錄檔裡，方便事後排查。

4  拋出錯誤

 

因為錯誤是class，捕獲一個錯誤就是捕獲到該class的一個執行個體。因此，錯誤並不是憑空產生的，而是有意建立並拋出的。Python的內建函數會拋出很多類型的錯誤，我們自己編寫的函數也可以拋出錯誤。

如果要拋出錯誤，首先根據需要，可以定義一個錯誤的class，選擇好繼承關係，然後，用raise語句拋出一個錯誤的執行個體

 1 # err_raise.py 2 class FooError(ValueError): 3     pass 4  5 def foo(s): 6     n = int(s) 7     if n==0: 8         raise FooError(‘invalid value: %s‘ % s) 9     return 10 / n10 11 foo(‘0‘)

 

執行，可以最後跟蹤到我們自己定義的錯誤

1 $ python3 err_raise.py 2 Traceback (most recent call last):3   File "err_throw.py", line 11, in <module>4     foo(‘0‘)5   File "err_throw.py", line 8, in foo6     raise FooError(‘invalid value: %s‘ % s)7 __main__.FooError: invalid value: 0

只有在必要的時候才定義我們自己的錯誤類型。如果可以選擇Python已有的內建的錯誤類型（比如ValueError，TypeError），盡量使用Python內建的錯誤類型。

 

Python day 9(5) 錯誤處理