本文详细介绍了Python中的异常处理，包括异常Exception与错误Error的区别，异常的产生、捕获和处理，如try-except-finally语句的使用，自定义异常，以及异常的传递和嵌套。还探讨了异常的捕获时机，强调了编写健壮程序的重要性。
Python中的异常处理
异常Exception
- 错误Error
- 逻辑错误：算法写错了，例如加法写成了减法
- 笔误：例如变量名写错了，语法错误
- 函数或类使用错误，其实这也属于逻辑错误
总之，错误是可以避免的
- 异常 Exception
本意就是意外情况
这有个前提，没有出现上面说的错误，也就是说程序写的没有问题，但是在某些情况下，会出现一些意外，导致程 序无法正常的执行下去。
例如open函数操作一个文件，文件不存在，或者创建一个文件时已经存在了，或者访问一个网络文件，突然断网 了，这就是异常，是个意外的情况。
异常不可能避免 - 错误和异常
- 在高级编程语言中，一般都有错误和异常的概念，异常是可以捕获，并被处理的，但是错误是不能被捕获的。
- 一个健壮的程序应尽可能的避免错误，尽可能的捕获、处理各种异常。
产生异常
产生：
- raise 语句显示的抛出异常
- Python解释器自己检测到异常并引发它
def foo():
print("before")
print(1/0) #除零异常
print("after")
foo()
def bar():
print("before")
raise Exception("my exception") #使用raise主动抛出异常
print("after")
bar()
程序会在异常抛出的地方中断执行，如果不捕获，就会提前结束程序（其实是终止当前线程的执行）
异常的捕获
- 语法：
try:
<语句> # 带捕获异常的代码块
except <异常类型>:
<语句> #异常的处理代码块
except <异常类型> as <变量名>:
<语句> #异常的处理代码块
except:
<语句> #异常的处理代码块
else:
<语句> #如果没有异常发生，执行的代码
finally:
<语句> #退出try时总会执行
-
try的工作原理
- 如果try中语句执行时发生异常，搜索except子句，并执行第一个匹配该异常的except子句
- 捕获原则：从小到大，从具体到宽泛
- 捕获是从上到下依次比较，如果匹配，则执行匹配的except语句块
- 如果被一个except语句捕获，其他except语句就不会再次捕获了
- 如果没有任何一个except语句捕获到这个异常，则该异常向外抛出
- 如果try中语句执行时发生异常，却没有匹配的except子句，异常将被递交到外层的try，如果外层不处理这个异 常，异常将继续向外层传递。如果都不处理该异常，则会传递到最外层，如果还没有处理，就终止异常所在的线程
- 如果在try执行时没有发生异常，如有else子句，会执行else子句中的语句
- 无论try中是否发生异常，finally子句最终都会执行
- 如果try中语句执行时发生异常，搜索except子句，并执行第一个匹配该异常的except子句
-
as语句：声明一个名称指向被捕获的异常对象
-
raise语句
- raise后要求应该是BaseException类的子类或实例，如果是类，将被无参实例化。
- raise后什么都没有，表示抛出最近一个被激活的异常，如果没有被激活的异常，则抛类型异常。这种方式很少用
-
els子句：没有任何异常发生，则执行。
-
finally语句
- 最终，即最后一定要执行的，try…finally语句块中，不管是否发生了异常，都要执行finally的部分
- finally中一般放置资源的清理、释放工作的语句
-
异常中的return语句
- 示例：
def foo(): # return 1 try: return 3 finally: print("aaa") return 5 print("-=-===") print(foo())
进入try，执行return 3，虽然函数要返回，但是finally一定还要执行，所以执行return 5，函数返回。5被压在栈 顶，所以返回5。简单说，函数的返回值取决于最后一个执行的return语句，而finally则是try…finally中最后执行的 语句块。
BaseException及子类
-
BaseException是所有内建异常类的基类(父类)。
-
SystemExit
- sys.exit()函数引发的异常，异常不捕获处理，就直接交给Python解释器，解释器退出
import sys try: sys.exit(1) #触发系统异常， except SystemExit as s: #Exception无法捕获SystemExit异常,BaseException可以捕获 print("SysExit",s) print("outer")如果except语句捕获了该异常，则继续向后面执行，如果没有捕获住该异常SystemExit，解释器直接退出程序。
-
常用的异常：
- KeyboardInterrupt 对应的捕获用户中断行为Ctrl + C
- Exception及子类：Exception是所有内建的、非系统退出的异常的基类，自定义异常类应该继承自它
- SyntaxError 语法错误。Python将这种错误也归到异常类下面的Exception下的子类，但是这种错误是不可捕获的
- ArithmeticError 所有算术计算引发的异常，其子类有除零异常等
- LookupError 使用映射的键或序列的索引无效时引发的异常的基类：IndexError, KeyError
自定义异常类
-
自定义异常需要继承Exception类或者Exception的子类。
-
示例：
class MyException(Exception):
pass
try:
raise MyException() #抛出一个自定义异常
except MyException as mye: #捕获自定义异常
print("自定义异常",mye)
异常的传递与try嵌套
- 异常总是向外层抛出，如果外层没有处理这个异常，就会继续向外抛出
- 如果内层捕获并处理了异常，外部就不能捕获到了
- 如果到了最外层还是没有被处理，就会中断异常所在的线程的执行。注意整个程序结束的状态返回值。
- 示例1：异常的传递
def fun():
try:
1 / 0
except ZeroDivisionError as e:
raise KeyError
finally:
print("aaa")
try:
fun()
except KeyError:
print("cccc")
finally:
print("bbb")
函数fun中触发了除零异常，而在处理除零异常时，又触发了keyError异常。最终被捕获。
- 示例2：try的嵌套
def fun():
try:
try:
re = 1 / 0 #除零异常 01
except KeyError as e:
print(e)
finally:
print("inner fin")
except:
print("outer catch除零异常 01") #能捕获内部异常，所以能打印
finally:
try:
try:
re = 1 / 0 #除零异常 02
finally:
print("####")
return 4 #由于有return 所以除【零异常02】不会继续向外抛出
except:
print("零异常02....") #异常被屏蔽，无法打印
print("outer fin")
print(fun())
-
内部捕获不到异常，会向外层传递异常
-
但是如果内层有finally且其中有return，break语句，则异常就不会继续向外抛出
- 注意：官方文档3.7.1中提到，continue语句目前不支持阻止异常传递，但后来会提供。
- break阻止异常的简单示例：
try: for i in range(10): try: 1/0 except: print("异常被捕获001") raise finally: print("内层try结束") break except: print("捕获到异常") finally: print("执行完成") print("我被执行了")
异常的捕获时机
- 立即捕获：需要立即返回一个明确的结果
def parse_int(s):
try:
return int(s)
except:
return 0
print(parse_int("s"))
- 边界捕获
- 封装产生了边界。
- 例如，写了一个模块，用户调用这个模块的时候捕获异常，模块内部不需要捕获、处理异常，一旦内部处理了，外 部调用者就无法感知了。
- 例如，open函数，出现的异常交给调用者处理，文件存在了，就不用再创建了，看是否修改还是删除
- 例如，自己写了一个类，使用了open函数，但是出现了异常不知道如何处理，就继续向外层抛出，一般来说最外 层也是边界，必须处理这个异常了，否则线程退出
附加：BaseException继承体系：
- 扩展，树装打印类的继承关系
#递归打印BaseException的结构
def showTree(cls:type,n):
temp = "" if n<2 else " "+"| "*(n-2)
print(temp + "+--" if n else temp,cls.__name__,sep=" " if n else "")
for name in cls.__subclasses__():
showTree(name,n+1)
showTree(BaseException,0)
BaseException
+-- Exception
+-- TypeError
| +-- MultipartConversionError
| +-- FloatOperation
+-- StopAsyncIteration
+-- StopIteration
+-- ImportError
| +-- ModuleNotFoundError
| +-- ZipImportError
+-- OSError
| +-- ConnectionError
| | +-- BrokenPipeError
| | +-- ConnectionAbortedError
| | +-- ConnectionRefusedError
| | +-- ConnectionResetError
| | | +-- RemoteDisconnected
| +-- BlockingIOError
| +-- ChildProcessError
| +-- FileExistsError
| +-- FileNotFoundError
| +-- IsADirectoryError
| +-- NotADirectoryError
| +-- InterruptedError
| | +-- InterruptedSystemCall
| +-- PermissionError
| +-- ProcessLookupError
| +-- TimeoutError
| +-- UnsupportedOperation
| +-- Error
| | +-- SameFileError
| +-- SpecialFileError
| +-- ExecError
| +-- ReadError
| +-- herror
| +-- gaierror
| +-- timeout
| +-- SSLError
| | +-- SSLCertVerificationError
| | +-- SSLZeroReturnError
| | +-- SSLWantReadError
| | +-- SSLWantWriteError
| | +-- SSLSyscallError
| | +-- SSLEOFError
| +-- URLError
| | +-- HTTPError
| | +-- ContentTooShortError
+-- EOFError
| +-- IncompleteReadError
+-- RuntimeError
| +-- RecursionError
| +-- NotImplementedError
| | +-- StdinNotImplementedError
| | +-- ZMQVersionError
| +-- _DeadlockError
| +-- BrokenBarrierError
| +-- BrokenExecutor
| | +-- BrokenThreadPool
| +-- SendfileNotAvailableError
+-- NameError
| +-- UnboundLocalError
+-- AttributeError
+-- SyntaxError
| +-- IndentationError
| | +-- TabError
+-- LookupError
| +-- IndexError
| +-- KeyError
| | +-- UnknownBackend
| | +-- NoSuchKernel
| +-- CodecRegistryError
| +-- NotInStdLib
+-- ValueError
| +-- UnicodeError
| | +-- UnicodeEncodeError
| | +-- UnicodeDecodeError
| | +-- UnicodeTranslateError
| +-- UnsupportedOperation
| +-- JSONDecodeError
| +-- ClassNotFound
| +-- Error
| +-- SSLCertVerificationError
| +-- ClipboardEmpty
| +-- MessageDefect
| | +-- NoBoundaryInMultipartDefect
| | +-- StartBoundaryNotFoundDefect
| | +-- CloseBoundaryNotFoundDefect
| | +-- FirstHeaderLineIsContinuationDefect
| | +-- MisplacedEnvelopeHeaderDefect
| | +-- MissingHeaderBodySeparatorDefect
| | +-- MultipartInvariantViolationDefect
| | +-- InvalidMultipartContentTransferEncodingDefect
| | +-- UndecodableBytesDefect
| | +-- InvalidBase64PaddingDefect
| | +-- InvalidBase64CharactersDefect
| | +-- InvalidBase64LengthDefect
| | +-- HeaderDefect
| | | +-- InvalidHeaderDefect
| | | +-- HeaderMissingRequiredValue
| | | +-- NonPrintableDefect
| | | +-- ObsoleteHeaderDefect
| | | +-- NonASCIILocalPartDefect
| +-- IllegalMonthError
| +-- IllegalWeekdayError
| +-- MacroToEdit
+-- AssertionError
+-- ArithmeticError
| +-- FloatingPointError
| +-- OverflowError
| +-- ZeroDivisionError
| | +-- DivisionByZero
| | +-- DivisionUndefined
| +-- DecimalException
| | +-- Clamped
| | +-- Rounded
| | | +-- Underflow
| | | +-- Overflow
| | +-- Inexact
| | | +-- Underflow
| | | +-- Overflow
| | +-- Subnormal
| | | +-- Underflow
| | +-- DivisionByZero
| | +-- FloatOperation
| | +-- InvalidOperation
| | | +-- ConversionSyntax
| | | +-- DivisionImpossible
| | | +-- DivisionUndefined
| | | +-- InvalidContext
+-- SystemError
| +-- CodecRegistryError
+-- ReferenceError
+-- MemoryError
+-- BufferError
+-- Warning
| +-- UserWarning
| | +-- GetPassWarning
| | +-- FormatterWarning
| +-- DeprecationWarning
| | +-- ProvisionalWarning
| +-- PendingDeprecationWarning
| +-- SyntaxWarning
| +-- RuntimeWarning
| | +-- UnknownTimezoneWarning
| +-- FutureWarning
| | +-- ProvisionalCompleterWarning
| +-- ImportWarning
| +-- UnicodeWarning
| +-- BytesWarning
| +-- ResourceWarning
| +-- DeprecatedTzFormatWarning
+-- Error
+-- _OptionError
+-- _Error
+-- error
+-- Verbose
+-- SubprocessError
| +-- CalledProcessError
| +-- TimeoutExpired
+-- TokenError
+-- StopTokenizing
+-- Error
+-- error
+-- LZMAError
+-- RegistryError
+-- EndOfBlock
+-- error
+-- TraitError
+-- ArgumentError
+-- ArgumentTypeError
+-- ConfigError
| +-- ConfigLoaderError
| | +-- ArgumentError
| +-- ConfigFileNotFound
+-- ConfigurableError
| +-- MultipleInstanceError
+-- ApplicationError
+-- ErrorDuringImport
+-- BdbQuit
+-- OptionError
+-- Restart
+-- COMError
+-- ArgumentError
+-- FindCmdError
+-- HomeDirError
+-- ProfileDirError
+-- IPythonCoreError
| +-- TryNext
| +-- UsageError
| +-- StdinNotImplementedError
+-- InputRejected
+-- GetoptError
+-- Incomplete
+-- ErrorToken
+-- Error
| +-- CancelledError
| +-- TimeoutError
| +-- InvalidStateError
+-- _GiveupOnSendfile
+-- QueueEmpty
+-- QueueFull
+-- LimitOverrunError
+-- _Stop
+-- PickleError
| +-- PicklingError
| +-- UnpicklingError
+-- PrefilterError
+-- AliasError
| +-- InvalidAliasError
+-- Error
| +-- InterfaceError
| +-- DatabaseError
| | +-- InternalError
| | +-- OperationalError
| | +-- ProgrammingError
| | +-- IntegrityError
| | +-- DataError
| | +-- NotSupportedError
+-- Warning
+-- SpaceInInput
+-- TaskLocalNotSetError
+-- InvalidStateError
+-- Return
+-- Empty
+-- Full
+-- NoRunningApplicationError
+-- ValidationError
+-- EditReadOnlyBuffer
+-- _Retry
+-- DOMException
| +-- IndexSizeErr
| +-- DomstringSizeErr
| +-- HierarchyRequestErr
| +-- WrongDocumentErr
| +-- InvalidCharacterErr
| +-- NoDataAllowedErr
| +-- NoModificationAllowedErr
| +-- NotFoundErr
| +-- NotSupportedErr
| +-- InuseAttributeErr
| +-- InvalidStateErr
| +-- SyntaxErr
| +-- InvalidModificationErr
| +-- NamespaceErr
| +-- InvalidAccessErr
| +-- ValidationErr
+-- InvalidLayoutError
+-- HeightIsUnknownError
+-- ParserSyntaxError
+-- InternalParseError
+-- _PositionUpdatingFinished
+-- UncaughtAttributeError
+-- EvaluatorTypeError
+-- EvaluatorIndexError
+-- EvaluatorKeyError
+-- FakeDoesNotExist
+-- OnErrorLeaf
+-- _JediError
| +-- InternalError
| +-- WrongVersion
+-- InvalidPythonEnvironment
+-- MessageError
| +-- MessageParseError
| | +-- HeaderParseError
| | +-- BoundaryError
| +-- MultipartConversionError
| +-- CharsetError
+-- Error
+-- HTTPException
| +-- NotConnected
| +-- InvalidURL
| +-- UnknownProtocol
| +-- UnknownTransferEncoding
| +-- UnimplementedFileMode
| +-- IncompleteRead
| +-- ImproperConnectionState
| | +-- CannotSendRequest
| | +-- CannotSendHeader
| | +-- ResponseNotReady
| +-- BadStatusLine
| | +-- RemoteDisconnected
| +-- LineTooLong
+-- InteractivelyDefined
+-- KillEmbedded
+-- ZMQBaseError
| +-- ZMQError
| | +-- ContextTerminated
| | +-- Again
| | +-- InterruptedSystemCall
| +-- ZMQBindError
| +-- NotDone
+-- NoIPAddresses
+-- InvalidPortNumber
+-- DuplicateKernelError
+-- TimeoutError
+-- StackContextInconsistentError
+-- ReturnValueIgnoredError
+-- KeyReuseError
+-- UnknownKeyError
+-- LeakedCallbackError
+-- BadYieldError
+-- ReturnValueIgnoredError
+-- Return
+-- QueueEmpty
+-- QueueFull
+-- EndMarkerReached
+-- GeneratorExit
+-- SystemExit
+-- KeyboardInterrupt
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