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本文讲解Python如何处理异常,以及如何使用异常处理语句防止程序崩溃。
异常是我们可以处理的错误,例如,典型的0不能作为除数:

图1
当Python遇到不能执行的操作时,会触发异常,程序中止。
程序在运行时会遇到各种各样的环境,在编写程序时,不可能面面俱到,但我们可以充分利用Python的异常处理机制来避免发生异常时程序中止。
Python引发的所有异常都是超类Exception的子类,继承了其标准属性。在Python手册中列出了所有标准的错误。
try except语句
使用Python的异常处理语句,可以非常优雅地处理发生的异常。其基本形式为:
try:
[正常执行的语句]
except:
[失败后执行的语句]
try语句调用上下文管理器,程序先执行try语句块中的语句代码,如果其中发生任何异常,则执行except块中的语句代码。如果try语句块执行正常,则退出上下文管理器并跳过except代码块。例如:
图2
注意到在示例中,即使触发了ZeroDivisionError错误,程序也没有中止,并给出了我们预先定义的错误消息。
限定try except作用范围
上文中使用了try语句的一般形式,其在任何异常触发时都执行except代码块并给出预先定义的错误消息。如果将上文中的代码修改为:
图3
这段代码没有给变量m预先赋值,触发错误的原因是由于未定义的变量m引起的错误NameError。此时,我们希望得到真正错误的原因,而不是程序给出的ZeroDivisionError异常。
此时,限定try except的作用范围是一种好的处理方式,其语法形式为:
try:
[正常执行的语句]
except [Exception]:
[失败后执行的语句]
这里在[Exception]中定义有效异常的元组,发生该异常时才执行except语句块,否则将中止程序。例如:
图4
可以添加多个expect语句,以处理try语句块中可能出现的多个异常,例如:
图5
try…except…else…finally语句
这是更健壮的Python异常处理语句结构:
try:
[正常执行的语句]
except [Exception]:
[失败后执行的语句]
else:
[Else子句]
finally:
[Final子句]
仅当try语句块没有引发异常时才会执行else语句块。无论是否引发异常,都将执行finally语句块。
手动触发异常
编写代码时,可能会决定在某些情况下想要手动引发异常。例如,假设定义一个函数dabs(x),它是绝对值函数abs(x)的导数。绝对值函数的导数在0处没有定义,因此希望确保任何输入dabs(0)都会导致错误。可以使用raise [Exception]([ErrText])语句格式来引发错误,这将在字符串[ErrText]中使用给定的错误消息引发给定的[Exception]。例如:
图6
请注意,在上面的raise语句中使用了已经存在的内置异常ValueError,这样就不必先定义该关键字了。
如果内置的Python异常不适用将要引发的异常,那么可以使用类创建自己的异常。在创建这些自定义类时,将从超类Exception继承标准异常属性。因为所有必要的方法和属性都是从Exception继承的,所以只需要在类的主体中包含一个pass语句。
Python遇到pass语句时,会继续执行代码,就像它不存在一样。pass语句的用处是占位,保持程序结构的完整性,以便将来在此添加有用的语句。
例如,下面的代码在dabs(x)函数中定义了一个新的UndefinedDerivative异常:
图7
注意到,异常的名称现在是自已定义的UndefinedDerivative。