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异常

当程序出现意外时就会发生异常（Exception）。例如，当程序想要读取一个文件，而那个文件不存在，怎么办？又或者你在程序执行时不小心把它删除了，怎么办？这些情况要通过异常来进行处理。

类似地，如果程序中出现了一些无效的语句该，怎么办？Python 将会对此进行处理，举起（Raises） 它的小手来告诉你哪里出现了一个错误（Error）。

错误

你可以想象一个简单的 print 函数调用。如果我们把 print 误拼成 Print 会怎样？(首字母是大写)。在例子中，Python 会抛出（Raise）一个语法错误。

>>> Print ("Hello World!")
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'Print' is not defined
>>> print ("Hello World!")
Hello World!

我们可以看到一个 NameError 错误被抛出，同时 Python 还会打印出检测到的错误发生的位置。这就是错误处理器（Error Handler） 对这个错误所做的事情。

异常

我们将尝试（Try）去读取用户的输入内容。按下 [ctrl-d] 来看看会发生什么事情。

>>> s = input('Enter something --> ')
Enter something --> Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
EOFError

此处 Python 指出了一个称作 EOFError 的错误，代表着它发现了一个文件结尾（End ofFile）符号（由 ctrl-d 实现）在不该出现的时候出现了。

处理异常try..except

我们可以通过使用 try..except 来处理异常状况。一般来说我们会把通常的语句放在 try 代码块中，将我们的错误处理器代码放置在 except 代码块中。

例子：

（保存文 exceptions_handle.py）

try:
    text = input('Enter something -->')
except EOFError:
    print('Why did you do an EOF on me?')
except KeyboardInterrupt:
    print('You cancelled the operation.')
else:
    print('You entered {}'.format(text))

输出：

# Press ctrl + d
$ python exceptions_handle.py
Enter something --> Why did you do an EOF on me?

# Press ctrl + c
$ python exceptions_handle.py
Enter something --> ^CYou cancelled the operation.

$ python exceptions_handle.py
Enter something --> No exceptions
You entered No exceptions

它是如何工作的?

我们将所有可能引发异常和错误的语句放在 try 代码块中，并将相应的错误或异常的处理器（Handler）放在 except 子句或代码块中。 except 子句可以处理某种特定的错误或异常，或者是一个在括号中列出的错误或异常。如果没有提供错误或异常的名称，它将处理所有错误与异常。

要注意到至少必须有一句 except字句与每一句 try 字句相关联。

如果没有任何错误或异常被处理，那么将调用 Python 默认处理器，终端程序会执行并打印出错误信息。我们还可以拥有一个 else 子句与 try..except 代码块相关联， else 子句将在没有发生异常的时候执行。

抛出异常

你可以通过 raise 语句来引发一次异常，具体方法是提供错误名或异常名以及要抛出（Thrown）异常的对象。 你能够引发的错误或异常必须是直接或间接从属于 Exception（异常） 类的派生类。

例子：

（保存为 exceptions_raise.py ）

# encoding=UTF-8
class ShortInputException(Exception):
    '''一个由用户定义的异常类'''
    def __init__(self, length, atleast):
        Exception.__init__(self)
        self.length = length
        self.atleast = atleast

try:
    text = input('Enter something --> ')
    if len(text) < 3:
        raise ShortInputException(len(text), 3)
    # 其他工作能在此处继续正常运行
except EOFError:
    print('Why did you do an EOF on me?')
except ShortInputException as ex:
    print(('ShortInputException: The input was ' +
           '{0} long, expected at least {1}')
          .format(ex.length, ex.atleast))

else:
    print('No exception was raised.')

输出：

Enter something --> a
ShortInputException: The input was 1 long, expected at least 3

Enter something --> 123
No exception was raised.

它是如何工作的?

在本例中，我们创建了我们自己的异常类。这一新的异常类型叫作 ShortInputException 。它包含两个字段——获取给定输入文本长度的 length ，程序期望的最小长度 atleast 。

在 except 子句中，我们调用了错误类，将该类存储as（为） 相应的错误名或异常名。这类似于函数调用中的形参与实参。在这个特殊的 except 子句中我们使用异常对象的 length与 atleast 字段来向用户打印一条合适的信息。

Try ... Finally

假设程序正在读取一份文件，你应该如何确保无论是否发生异常，文件对象均会被正确关闭？这可以通过 finally 块来完成。

例子：

（保存该程序为 exceptions_finally.py）

import sys
import time
f = None
try:
    f = open("poem.txt")
    # 我们常用的文件阅读风格
    while True:
        line = f.readline()
        if len(line) == 0:
            break
        print(line, end='')
        sys.stdout.flush()
        print("Press ctrl+c now")
        # 为了确保它能运行一段时间
        time.sleep(2)
except IOError:
    print("Could not find file poem.txt")
except KeyboardInterrupt:
    print("!! You cancelled the reading from the file.")
finally:
    if f:
        f.close()
    print("(Cleaning up: Closed the file)")

输出：

(Python36venv) E:\PyCharm\Python36\LearnPython_OOP>python exceptions_finally.py
Programming is fun
Press ctrl+c now
!! You cancelled the reading from the file.
(Cleaning up: Closed the file)

它是如何工作的?

我们按照正常流程进行文件读取，同时通过使用 time.sleep 函数在每打印一行后，插入两秒休眠，使程序运行变慢（通常情况下 Python 运行非常快）。当程序在处在运行中时，按下 ctrl + c 来中断或取消程序。 你会注意到 KeyboardInterrupt 异常被抛出，之后程序退出。不过，在程序退出之前，finally子句得到执行，文件对象被关闭。 另外要注意到，我们在 print 之后使用了 sys.stout.flush() ，以便它能被立即打印到屏幕上。

with 语句

在 try 块中获取资源，然后在 finally 块中释放资源是一种常见的模式。因此，还有一个with 语句使得这一过程可以以一种干净的姿态得以完成。

例子：

（保存为 exceptions_using_with.py）

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

输出：

Programming is fun
When the work is done
if you wanna make your work also fun:
use Python!

它是如何工作的?

程序输出的内容应与上一个案例所呈现的相同。本例的不同之处在于我们使用的是 open 函数与 with 语句——我们将关闭文件的操作交给 with open 来自动完成。 在幕后发生的事情是有一项 with 语句所使用的协议（Protocol）。它会获取由 open 语句返回的对象，在本案例中就是“thefile”。 它总会在代码块开始之前调用 thefile.__enter__ 函数，并且总会在代码块执行完毕之后调用 thefile.__exit__ 。 因此，我们在 finally 代码块中编写的代码应该格外留心 __exit__ 方法的自动操作。这能够帮助我们避免重复显式使用 try..finally 语句。

总结

我们已经讨论了 try..except 和try..finally 语句的用法。同时我们也已经看到了如何创建我们自己的异常类型，还有如何抛出异常。

接下来，我们将学习 Python 的标准库。