一、什麼是異常
異常是程式發生錯誤的信号。程式一旦出現錯誤，便會産生一個異常，若程式中沒有處理它，就會抛出異常，程式的運作也随之終止。
在Python中，錯誤觸發的異常如下：
而錯誤分成兩種，一種是文法上的錯誤SyntaxError，這種錯誤應該在程式運作前就修改正确：
>>> if
File "<stdin>", line 1
if
^
SyntaxError: invalid syntax
另一種就是邏輯錯誤，出現了之後盡快修改即可，常見的邏輯錯誤如：
# TypeError：數字類型無法與字元串類型相加
1 + ’2’
# ValueError：當字元串包含有非數字的值時，無法轉成int類型
num = input(">>: ") # 輸入hello
int(num)
# NameError：引用了一個不存在的名字x
x
# IndexError：索引超出清單的限制
lis = ['jason', 'tony']
lis[3]
# KeyError：引用了一個不存在的key
dic = {'name': 'jason'}
dic['age']
# AttributeError：引用的屬性不存在
class Foo:
pass
Foo.x
# ZeroDivisionError：除數不能為0
1 / 0
二、異常處理
為了保證程式的容錯性與可靠性，即在遇到錯誤時有相應的處理機制不會任由程式崩潰掉，我們需要對異常進行處理，處理的基本文法格式如下：
try:
被檢測的代碼塊
except 異常類型：
檢測到異常，就執行這個位置的邏輯
舉例如下：
try:
print('start...')
print(x) # 引用了一個不存在的名字，觸發異常NameError
print('end...')
except NameError as e:
print('異常值為：%s' % e)
print('run other code...')
"""as文法将異常類型的值指派給變量e，這樣我們通過列印e便可以知道錯誤的原因"""
執行結果為：
start...
異常值為：name 'x' is not defined
run other code...
本來程式一旦出現異常就整體結束掉了，有了異常處理以後，在被檢測的代碼塊出現異常時，被檢測的代碼塊中異常發生位置之後的代碼将不會執行，取而代之的是執行比對異常的except子代碼塊，其餘代碼正常運作。
當被檢測的代碼塊中有可能觸發不同類型的異常時，針對不同類型的異常：
如果我們想分别用不同的邏輯處理，需要用到多分支的except（類似于多分支的elif，從上到下依次比對，比對成功一次便不再比對其他）：
try:
被檢測的代碼塊
except NameError:
觸發NameError時對應的處理邏輯
except IndexError:
觸發IndexError時對應的處理邏輯
except KeyError:
觸發KeyError時對應的處理邏輯
def convert_int(obj):
try:
res = int(obj)
except ValueError as e:
print('ValueError: %s' % e)
res = None
except TypeError as e:
print('TypeError: %s' % e)
res = None
return res
convert_int('jason') # ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'jason'
convert_int({'n': 1}) # TypeError: int() argument must be a string, a bytes-like object or a number, not 'dict'
如果我們想多種類型的異常統一用一種邏輯處理，可以将多個異常放到一個元組内，用一個except比對：
try:
被檢測的代碼塊
except (NameError, IndexError, TypeError):
觸發NameError或IndexError或TypeError時對應的處理邏輯
def convert_int(obj):
try:
res = int(obj)
except (ValueError, TypeError):
print('argument must be number or numeric string')
res = None
return res
convert_int('eason') # argument must be number or numeric string
convert_int({'n': 1}) # argument must be number or numeric string
如果我們想捕獲所有異常并用一種邏輯處理，Python提供了一個萬能異常Exception：
try:
被檢測的代碼塊
except NameError:
觸發NameError時對應的處理邏輯
except IndexError:
觸發IndexError時對應的處理邏輯
except Exception:
其他類型的異常統一用此處的邏輯處理
在多分支except之後還可以跟一個else（else必須跟在except之後，不能單獨存在），隻有在被檢測的代碼塊沒有觸發任何異常的情況下才會執行else的子代碼塊：
try:
被檢測的代碼塊
except 異常類型1:
pass
except 異常類型2:
pass
......
else:
沒有異常發生時執行的代碼塊
此外try還可以與finally連用，從文法上講finally必須放到else之後，但可以使用try-except-finally的形式，也可以直接使用try-finally的形式；
無論被檢測的代碼塊是否觸發異常，都會執行finally的子代碼塊，是以通常在finally的子代碼塊做一些回收資源的操作，比如關閉打開的檔案、關閉資料庫連接配接等。
try:
被檢測的代碼塊
except 異常類型1:
pass
except 異常類型2:
pass
......
else:
沒有異常發生時執行的代碼塊
finally:
無論有無異常發生都會執行的代碼塊
f = None
try:
f = open(‘db.txt’, 'r', encoding='utf-8')
s = f.read().strip()
int(s) # 若字元串s中包含非數字時則會觸發異常ValueError
f.close() """若上面的代碼觸發異常，則根本不可能執行到此處的代碼，應該将關閉檔案的操作放到finally中"""
finally:
if f: # 檔案存在則f的值不為None
f.close()
在不符合Python解釋器的文法或邏輯規則時，是由Python解釋器主動觸發的各種類型的異常，而對于違反程式員自定制的各類規則，則需要由程式員自己來明确地觸發異常，這就用到了raise語句，raise後必須是一個異常的類或者是異常的執行個體：
class Student:
def __init__(self, name, age):
if not isinstance(name, str):
raise TypeError('name must be str')
if not isinstance(age, int):
raise TypeError('age must be int')
self.name = name
self.age = age
stu1 = Student(4573, 18) # TypeError: name must be str
stu2 = Student('jason', '18') # TypeError: age must be int
在内置異常不夠用的情況下，我們可以通過繼承内置的異常類來自定義異常類：
可以通過繼承Exception來定義一個全新的異常：
class PoolEmptyError(Exception):
def __init__(self, value = 'The proxy source is exhausted'): # 可以定制初始化方法
super(PoolEmptyError, self).__init__()
self.value = value
def __str__(self): # 可以定義該方法用來定制觸發異常時列印異常值的格式
return '< %s >' % self.value
class NetworkIOError(IOError): # 也可以在特定異常的基礎上擴充一個相關的異常
pass
raise PoolEmptyError # __main__.PoolEmptyError: < The proxy source is exhausted >
raise NetworkIOError('連接配接被拒絕') # __main__.NetworkIOError: 連接配接被拒絕
最後，Python還提供了一個斷言語句assert expression，斷定表達式expression成立，否則觸發異常AssertionError，與raise-if-not的語義相同，如下：
age = '18'
# 若表達式isinstance(age, int)傳回值為False則觸發異常AssertionError
assert isinstance(age, int)
# 等同于
if not isinstance(age, int):
raise AssertionError
三、何時使用異常處理
在了解了異常處理機制後，本着提高程式容錯性和可靠性的目的，讀者可能會錯誤地認為應該盡可能多地為程式加上try...except...，這其實是在過度消費程式的可讀性，因為try...except本來就是你附加給程式的一種額外的邏輯，與你的主要工作是沒有多大關系的。
如果錯誤發生的條件是“可預知的”，我們應該用if來進行”預防”，如下：
age = input('input your age>>: ').strip()
if age.isdigit(): # 可預知隻有滿足字元串age是數字的條件，int(age)才不會觸發異常，
age = int(age)
else:
print('You must enter the number')
如果錯誤發生的條件“不可預知”，即異常一定會觸發，那麼我們才應該使用try...except語句來處理。
例如我們編寫一個下載下傳網頁内容的功能，網絡發生延遲之類的異常是很正常的事，而我們根本無法預知在滿足什麼條件的情況下才會出現延遲，因而隻能用異常處理機制了：
import requests
from requests.exceptions import ConnectTimeout
def get(url):
try:
response = requests.get(url, timeout=3) # 超過3秒未下載下傳成功則觸發ConnectTimeout異常
res = response.text
except ConnectTimeout:
print('連接配接請求逾時')
res = None
except Exception:
print('網絡出現其他異常')
res = None
return res
get('https://www.python.org')
總結：
- 有可能會出現錯誤的代碼才需要被監測；
- 被監測的代碼一定要越少越好；
- 異常捕獲使用頻率越低越好；