Python 错误处理

廖雪峰Python教程笔记

本章节没什么特殊难理解的，就是对抛出这个概念还不是特别清楚，等后面实战写的时候再弄。

笔记就纯转载吧。

另外除了教程，再转载一份别人前辈关于错误处理得总结，很系统，看了理解起来很快。
http://blog.csdn.net/sinchb/article/details/8392827
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，这样，就可以知道是否有错，以及出错的原因。在操作系统提供的调用中，返回错误码非常常见。比如打开文件的函数

open()

，成功时返回文件描述符（就是一个整数），出错时返回

-1

。

用错误码来表示是否出错十分不便，因为函数本身应该返回的正常结果和错误码混在一起，造成调用者必须用大量的代码来判断是否出错：

def foo():
r = some_function()
if r==(-1):
return (-1)
# do something
return r

def bar():
r = foo()
if r==(-1):
print('Error')
else:
pass

一旦出错，还要一级一级上报，直到某个函数可以处理该错误（比如，给用户输出一个错误信息）。

所以高级语言通常都内置了一套

try...except...finally...

的错误处理机制，Python也不例外。

try

让我们用一个例子来看看

try

的机制：

try:
print('try...')
r = 10 / 0
print('result:', r)
except ZeroDivisionError as e:
print('except:', e)
finally:
print('finally...')
print('END')

当我们认为某些代码可能会出错时，就可以用

try

来运行这段代码，如果执行出错，则后续代码不会继续执行，而是直接跳转至错误处理代码，即

except

语句块，执行完

except

后，如果有

finally

语句块，则执行

finally

语句块，至此，执行完毕。

上面的代码在计算

10 / 0

时会产生一个除法运算错误：

try...
except: division by zero
finally...
END

从输出可以看到，当错误发生时，后续语句

print('result:', r)

不会被执行，

except

由于捕获到

ZeroDivisionError

，因此被执行。最后，

finally

语句被执行。然后，程序继续按照流程往下走。

如果把除数

0

改成

2

，则执行结果如下：

try...
result: 5
finally...
END

由于没有错误发生，所以

except

语句块不会被执行，但是

finally

如果有，则一定会被执行（可以没有

finally

语句）。

你还可以猜测，错误应该有很多种类，如果发生了不同类型的错误，应该由不同的

except

语句块处理。没错，可以有多个

except

来捕获不同类型的错误：

try:
print('try...')
r = 10 / int('a')
print('result:', r)
except ValueError as e:
print('ValueError:', e)
except ZeroDivisionError as e:
print('ZeroDivisionError:', e)
finally:
print('finally...')
print('END')

int()

函数可能会抛出

ValueError

，所以我们用一个

except

捕获

ValueError

，用另一个

except

捕获

ZeroDivisionError

。

此外，如果没有错误发生，可以在

except

语句块后面加一个

else

，当没有错误发生时，会自动执行

else

语句：

try:
print('try...')
r = 10 / int('2')
print('result:', r)
except ValueError as e:
print('ValueError:', e)
except ZeroDivisionError as e:
print('ZeroDivisionError:', e)
else:
print('no error!')
finally:
print('finally...')
print('END')

Python的错误其实也是class，所有的错误类型都继承自

BaseException

，所以在使用

except

时需要注意的是，它不但捕获该类型的错误，还把其子类也“一网打尽”。比如：

try:
foo()
except ValueError as e:
print('ValueError')
except UnicodeError as e:
print('UnicodeError')

第二个

except

永远也捕获不到

UnicodeError

，因为

UnicodeError

是

ValueError

的子类，如果有，也被第一个

except

给捕获了。

Python所有的错误都是从

BaseException

类派生的，常见的错误类型和继承关系看这里：

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

使用

try...except

捕获错误还有一个巨大的好处，就是可以跨越多层调用，比如函数

main()

调用

foo()

，

foo()

调用

bar()

，结果

bar()

出错了，这时，只要

main()

捕获到了，就可以处理：

def foo(s):
return 10 / int(s)

def bar(s):
return foo(s) * 2

def main():
try:
bar('0')
except Exception as e:
print('Error:', e)
finally:
print('finally...')

也就是说，不需要在每个可能出错的地方去捕获错误，只要在合适的层次去捕获错误就可以了。这样一来，就大大减少了写

try...except...finally

的麻烦。

调用堆栈

如果错误没有被捕获，它就会一直往上抛，最后被Python解释器捕获，打印一个错误信息，然后程序退出。来看看

err.py

：

# err.py:
def foo(s):
return 10 / int(s)

def bar(s):
return foo(s) * 2

def main():
bar('0')

main()

执行，结果如下：

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

出错并不可怕，可怕的是不知道哪里出错了。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：

错误信息第1行：

Traceback (most recent call last):

告诉我们这是错误的跟踪信息。

第2~3行：

File "err.py", line 11, in <module>
main()

调用

main()

出错了，在代码文件

err.py

的第11行代码，但原因是第9行：

File "err.py", line 9, in main
bar('0')

调用

bar('0')

出错了，在代码文件

err.py

的第9行代码，但原因是第6行：

File "err.py", line 6, in bar
return foo(s) * 2

原因是

return foo(s) * 2

这个语句出错了，但这还不是最终原因，继续往下看：

File "err.py", line 3, in foo
return 10 / int(s)

原因是

return 10 / int(s)

这个语句出错了，这是错误产生的源头，因为下面打印了：

ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero

根据错误类型

ZeroDivisionError

，我们判断，

int(s)

本身并没有出错，但是

int(s)

返回

0

，在计算

10
/ 0

时出错，至此，找到错误源头。

记录错误

如果不捕获错误，自然可以让Python解释器来打印出错误堆栈，但程序也被结束了。既然我们能捕获错误，就可以把错误堆栈打印出来，然后分析错误原因，同时，让程序继续执行下去。

Python内置的

logging

模块可以非常容易地记录错误信息：

# err_logging.py

import logging

def foo(s):
return 10 / int(s)

def bar(s):
return foo(s) * 2

def main():
try:
bar('0')
except Exception as e:
logging.exception(e)

main()
print('END')

同样是出错，但程序打印完错误信息后会继续执行，并正常退出：

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

通过配置，

logging

还可以把错误记录到日志文件里，方便事后排查。

抛出错误

因为错误是class，捕获一个错误就是捕获到该class的一个实例。因此，错误并不是凭空产生的，而是有意创建并抛出的。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。

如果要抛出错误，首先根据需要，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：

# err_raise.py
class FooError(ValueError):
pass

def foo(s):
n = int(s)
if n==0:
raise FooError('invalid value: %s' % s)
return 10 / n

foo('0')

执行，可以最后跟踪到我们自己定义的错误：

$ python3 err_raise.py
Traceback (most recent call last):File "err_throw.py", line 11, in <module>
foo('0')
File "err_throw.py", line 8, in foo
raise FooError('invalid value: %s' % s)
__main__.FooError: invalid value: 0

只有在必要的时候才定义我们自己的错误类型。如果可以选择Python已有的内置的错误类型（比如

ValueError

，

TypeError

），尽量使用Python内置的错误类型。

最后，我们来看另一种错误处理的方式：

# err_reraise.py

def foo(s):
n = int(s)
if n==0:
raise ValueError('invalid value: %s' % s)
return 10 / n

def bar():
try:
foo('0')
except ValueError as e:
print('ValueError!')
raise

bar()

在

bar()

函数中，我们明明已经捕获了错误，但是，打印一个

ValueError!

后，又把错误通过

raise

语句抛出去了，这不有病么？

其实这种错误处理方式不但没病，而且相当常见。捕获错误目的只是记录一下，便于后续追踪。但是，由于当前函数不知道应该怎么处理该错误，所以，最恰当的方式是继续往上抛，让顶层调用者去处理。好比一个员工处理不了一个问题时，就把问题抛给他的老板，如果他的老板也处理不了，就一直往上抛，最终会抛给CEO去处理。

raise

语句如果不带参数，就会把当前错误原样抛出。此外，在

except

中

raise

一个Error，还可以把一种类型的错误转化成另一种类型：

try:
10 / 0
except ZeroDivisionError:
raise ValueError('input error!')

只要是合理的转换逻辑就可以，但是，决不应该把一个

IOError

转换成毫不相干的

ValueError

。