异常处理与调试

本文介绍了Python中常见的错误类型及处理方法,包括如何通过try...except...finally...机制进行错误处理,如何记录错误信息,以及如何利用断言、logging和pdb进行程序调试。

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错误
 
•   有的错误是程序编写有问题造成的,比如本来应该输出整数结果输出了字符
串,这种错误我们通常称之为 bug,bug 是必须修复的。
  •   有的错误是用户输入造成的,比如让用户输入 email 地址,结果得到一个空字
符串,这种错误可以通过检查用户输入来做相应的处理。
  •   还有一类错误是完全无法在程序运行过程中预测的,比如写入文件的时候,磁盘
满了,写不进去了,这类错误也称为异常,在程序中通常是必须处理的,否则,程序会
因为各种问题终止并退出。

常见的错误:

变量名错误
In [1]: print a
---------------------------------------------------------------------------
NameError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-1-9d7b17ad5387> in <module>()
----> 1 print a

NameError: name 'a' is not defined

除数错误
In [1]: 10/2
Out[1]: 5

In [2]: 10/0
---------------------------------------------------------------------------
ZeroDivisionError                         Traceback (most recent call last)
<ipython-input-2-242277fd9e32> in <module>()
----> 1 10/0

ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero

文件不存在
In [4]: open('njdka')
---------------------------------------------------------------------------
IOError                                   Traceback (most recent call last)
<ipython-input-4-f3788830ea03> in <module>()
----> 1 open('njdka')

IOError: [Errno 2] No such file or directory: 'njdka'

语法错误
In [5]: for i in [2122,4]
  File "<ipython-input-5-c4042845e8a7>", line 1
    for i in [2122,4]
                     ^
SyntaxError: invalid syntax

索引错误,越界
In [6]: a = [31,3,5,5]
In [7]: a[4]
---------------------------------------------------------------------------
IndexError                                Traceback (most recent call last)
<ipython-input-7-54d383a36828> in <module>()
----> 1 a[4]

IndexError: list index out of range

切片超出规定长度,默认为规定长度
In [8]: a[1:7]
Out[8]: [3, 5, 5]

key错误:key值不存在
In [9]: d = {'name':'pucca'}
In [12]: d['age']
---------------------------------------------------------------------------
KeyError                                  Traceback (most recent call last)
<ipython-input-12-39d5d5cefe61> in <module>()
----> 1 d['age']

KeyError: 'age'


错误处理
• 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;

• Python语言通常都内置了一套 try...except...finally... 的错误处理机制

#!/usr/bin/env python
#coding:utf-8
__author__ = "lvah"
'''
@author:wangjiahuzo
@file:work1.py
@contact:xc_wangjiahzuo@163.com
@time:7/15/179:00 AM
@desc:
'''
try:             # 把可能出现异常的代码放在该语句块中
    print 'starting ......'
    li = [1,2,3]
    dic = {"name":'fentiao'}
    print dic
    print dic['age']
    print dic
    print a        #NameError
    print li[3]
except  BaseException,e:
    print '%s is error' %e
# except  IndexError,e:      # 捕获指定的异常,如果异常IndexError,则执行下面语句
#     print e
# except NameError as e:
#     print e
else:                       # 如果没有任何异常被捕获,则执行该代码块
    print 'no error'

finally:                    # 不管是否有异常,一定会执行的代码块
    print 'end.........'
注:

- 用 try 来运行可能会出错的代码;
- 如果执行正确,则except 语句块不会执行;
- 如果执行错误,直接跳转至错误处理代码,即except语句块;
- 如果有 finally 语句块,不管try语句块内容是否正确,都会执行 finally
语句块
• 错误有很多种类,如果发生了不同类型的错误,应该由不同的 except语句
块处理。因此可以有多个 except 来捕获不同类型的错误。

try:
    print 'start..........'
    li = [1,2,3]
    print li[3]
    print a
    dic = {'name': 'pucca'}
    print dic['age']

except BaseException,e:    #捕获异常的父类,将错误赋给一个变量,捕获第一个出现的错误
    print '%s is error' %e
else:
    print 'no error'      
finally:
    print 'end..........'
'''
注:
• Python 的错误其实也是 class,所有的错误类型都继承自BaseException;
• 在使用except 捕获该类型的错误,还把其子类也“一网打尽”;

def fun1(s):
    return  fun2(s)*2
def fun2(s):
    return 10/s      #int(s)
def main():
    try:
        print fun1('10')
    except TypeError,e:
        print e
main()

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。


记录错误
• 不捕获错误,Python 解释器会打印出错误信息,但程序也被结束;
• 捕获错误,就可以把错误信息打印出来,然后分析错误原因,同时,让程
序继续执行下去。
• Python 内置的 logging 模块可以记录错误信息。
logging.exception(e)

import logging     #导入模块记录错误信息
logging.basicConfig(filename='err.log')

def fun1(s):
    return  fun2(s)*2
def fun2(s):
    return 10/int(s)    
def main():
    try:
        print fun1('0')
    except Exception  as e:
        logging.exception(e)
main()
记录错误信息到文件中:

ERROR:root:integer division or modulo by zero
Traceback (most recent call last):
  File "/root/PycharmProjects/123/7.15/work1.py", line 68, in main
    print fun1('0')
  File "/root/PycharmProjects/123/7.15/work1.py", line 63, in fun1
    return  fun2(s)*2
  File "/root/PycharmProjects/123/7.15/work1.py", line 65, in fun2
    return 10/int(s)     #int(s)
ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero     #错误的根源

自定义的类:

class MyError(BaseException):
    pass

import logging
logging.basicConfig(filename='err.log')

def fun1(s):
    return  fun2(s)*2
def fun2(s):
    return 10/int(s)     #int(s)
def main():
    try:
        print fun1('0')
    except ZeroDivisionError  as e:
        raise MyError
                                  # 将ZeroDivisionError 转换为了 MyError,矛盾的做法,避免尝试
main()
抛出错误
• 错误是 class,捕获一个错误就是捕获到该 class 的一个实例;
• Python 的内置函数会抛出很多类型的错误,我们自己编写的函数也
可以抛出错误。
• 可以定义一个错误的 class,选择好继承关系,然后,用raise 语句抛出
一个错误的实例;
• 尽量使用 Python 内置的错误类型

a = 1
if a == 1:
    raise NameError,'a==1'        #抛出NameError异常


class MyError(BaseException):
    pass
a = 1
if a == 1:
    raise MyError('a==1')  #或是raise MyError,'a==1'  #自定义的错误抛出
'''

调试- print
      第一种方法简单直接粗暴有效,就是用 print 把可能有问题的变量打印出来看
看。用 print 最大的坏处是将来还得删掉它,运行结果也会包含很多垃圾信息。

- print 打印你认为可能出错的变量

调试- 断言
• 凡是用 print 来辅助查看的地方,都可以用断言(assert)来替代:;
• 如果断言失败, assert 语句本身就会抛出 AssertionError

• Python 解释器执行时可以用 -O 参数来关闭 assert,把所有的 assert 语句
当成 pass。

- assert 断言, 格式
        assert 变量名==值[“不符合预设条件时,输出的内容”]
        assert func(x)==值[,'不符合预设条件时,输出的内容']

def foo(s):
    n = int(s)
    return 10 / n
def main():
    foo('0')
assert foo(5) == 1,'error'    
print 'hello'
[root@foundation31 7.15]# python work1.py      #调试
Traceback (most recent call last):
  File "work1.py", line 112, in <module>
    assert foo(5) == 1,'error'                 
AssertionError: error
[root@foundation31 7.15]# python  -O work1.py  #关闭断言,把所有的assrt语句当成pass,print输出hello
hello

调试- logging
• logging 不会抛出错误,而且可以输出到文件;
• logging.info() 就可以输出一段文本到日志文件中。
• logging.basicConfig(level=logging.INFO)指定记录信息的级别,有
debug , info , warning , error等几个级别。
import logging    #导入logging模块,记录信息
logging.basicConfig(filename='logging.log',level=logging.WARNING)
def foo(s):
    # debug ,info ,warning ,error     ##记录信息的级别,由弱到强
    n = int(s)
    logging.info('n=%d' % n)          #由于级别低于warning,未能记录到信息
    logging.warning('n=%d ...warn ' % n)
    return 10 / n
def main():
    foo('0')
main()
记录错误信息到日志文件中:

WARNING:root:n=0 ...warn 
调试- pdb
•pdb
pdb让程序以单步方式运行,随时查看运行状态。n 可以单步执行代
码,p 变量名 来查看变量,q 结束调试,退出程序。

def func():
    n = 1
    print n
func()
s = 2

#在terminal中调试:
python -m pdb work1.py  按n一步一步运行
等程序运行到变量赋值完成后,p n /p s 取出变量,变量n取不出

•pdb.set_trace
在可能出错的地方放一个 pdb.set_trace() ,就可以设置一个断点。程
序会自动在 pdb.set_trace() 暂停并进入 pdb 调试环境, p 查看变量, c 继续运
行。
import pdb
n1 = 1
n = int(n1)
print n
pdb.set_trace()     #设置断点,运行到此显示下条语句,按c继续执行从下条语句开始
print 'world'
pdb.set_trace()
print 'hello'
s = 2
print s
 # 在terminal中调试,python work1.py      按c继续运行


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