錯誤和異常 (1)

雖然在前面的學習中，已經遇到了錯誤和異常問題，但是一直沒有很認真的研究它?，F在來近距離觀察錯誤和異常。

錯誤

Python 中的錯誤之一是語法錯誤(syntax errors)，比如：

>>> for i in range(10)
  File "<stdin>", line 1
    for i in range(10)
                     ^
SyntaxError: invalid syntax

上面那句話因為缺少冒號:，導致解釋器無法解釋，于是報錯。這個報錯行為是由 Python 的語法分析器完成的，并且檢測到了錯誤所在文件和行號（File "<stdin>", line 1），還以向上箭頭^標識錯誤位置（后面缺少:），最后顯示錯誤類型。

錯誤之二是在沒有語法錯誤之后，會出現邏輯錯誤。邏輯錯誤可能會由于不完整或者不合法的輸入導致，也可能是無法生成、計算等，或者是其它邏輯問題。

當 Python 檢測到一個錯誤時，解釋器就無法繼續(xù)執(zhí)行下去，于是拋出異常。

異常

看一個異常（讓 0 做分母了，這是小學生都相信會有異常的）：

>>> 1/0
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero

當 Python 拋出異常的時候，首先有“跟蹤記錄(Traceback)”，還可以給它取一個更優(yōu)雅的名字“回溯”。后面顯示異常的詳細信息。異常所在位置（文件、行、在某個模塊）。

最后一行是錯誤類型以及導致異常的原因。

下表中列出常見的異常

為了能夠深入理解，依次舉例，展示異常的出現條件和結果。

NameError

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

Python 中變量需要初始化，即要賦值。雖然不需要像某些語言那樣聲明，但是要賦值先。因為變量相當于一個標簽，要把它貼到對象上才有意義。

ZeroDivisionError

>>> 1/0
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero

貌似這樣簡單的錯誤時不會出現的，但在實際情境中，可能沒有這么容易識別，所以，依然要小心為妙。

SyntaxError

>>> for i in range(10)
  File "<stdin>", line 1
    for i in range(10)
                     ^
SyntaxError: invalid syntax

這種錯誤發(fā)生在 Python 代碼編譯的時候，當編譯到這一句時，解釋器不能講代碼轉化為 Python 字節(jié)碼，就報錯。只有改正才能繼續(xù)。所以，它是在程序運行之前就會出現的（如果有錯）?，F在有不少編輯器都有語法校驗功能，在你寫代碼的時候就能顯示出語法的正誤，這多少會對編程者有幫助。

IndexError

>>> a = [1,2,3]
>>> a[4]
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: list index out of range

>>> d = {"python":"itdiffer.com"}
>>> d["java"]
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
KeyError: 'java'

這兩個都屬于“雞蛋里面挑骨頭”類型，一定得報錯了。不過在編程實踐中，特別是循環(huán)的時候，常常由于循環(huán)條件設置不合理出現這種類型的錯誤。

IOError

>>> f = open("foo")
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
IOError: [Errno 2] No such file or directory: 'foo'

如果你確認有文件，就一定要把路徑寫正確，因為你并沒有告訴 Python 對你的 computer 進行全身搜索，所以，Python 會按照你指定位置去找，找不到就異常。

AttributeError

>>> class A(object): pass
... 
>>> a = A()
>>> a.foo
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'A' object has no attribute 'foo'

屬性不存在。這種錯誤前面多次見到。

其實，Python 內建的異常也不僅僅上面幾個，上面只是列出常見的異常中的幾個。比如還有：

>>> range("aaa")
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: range() integer end argument expected, got str.

總之，如果讀者在調試程序的時候遇到了異常，不要慌張，這是好事情，是 Python 在幫助你修改錯誤。只要認真閱讀異常信息，再用 dir()，help() 或者官方網站文檔、google 等來協(xié)助，一定能解決問題。

處理異常

在一段程序中，為了能夠讓程序健壯，必須要處理異常。舉例：

#!/usr/bin/env Python
# coding=utf-8

while 1:
    print "this is a division program."
    c = raw_input("input 'c' continue, otherwise logout:")
    if c == 'c':
        a = raw_input("first number:")
        b = raw_input("second number:")
        try:
            print float(a)/float(b)
            print "*************************"
        except ZeroDivisionError:
            print "The second number can't be zero!"
            print "*************************"
    else:
        break

運行這段程序，顯示如下過程：

$ python 21601.py 
this is a division program.
input 'c' continue, otherwise logout:c
first number:5
second number:2
2.5
*************************
this is a division program.
input 'c' continue, otherwise logout:c
first number:5
second number:0
The second number can't be zero!
*************************
this is a division program.
input 'c' continue, otherwise logout:d
$

從運行情況看，當在第二個數，即除數為 0 時，程序并沒有因為這個錯誤而停止，而是給用戶一個友好的提示，讓用戶有機會改正錯誤。這完全得益于程序中“處理異?！钡脑O置，如果沒有“處理異?！?，異常出現，就會導致程序終止。

處理異常的方式之一，使用 try...except...。

對于上述程序，只看 try 和 except 部分，如果沒有異常發(fā)生，except 子句在 try 語句執(zhí)行之后被忽略；如果 try 子句中有異?？?，該部分的其它語句被忽略，直接跳到 except 部分，執(zhí)行其后面指定的異常類型及其子句。

except 后面也可以沒有任何異常類型，即無異常參數。如果這樣，不論 try 部分發(fā)生什么異常，都會執(zhí)行 except。

在 except 子句中，可以根據異?；蛘邉e的需要，進行更多的操作。比如：

#!/usr/bin/env Python
# coding=utf-8

class Calculator(object):
    is_raise = False
    def calc(self, express):
        try:
            return eval(express)
        except ZeroDivisionError:
            if self.is_raise:
                print "zero can not be division."
            else:
                raise

在這里，應用了一個函數 eval()，它的含義是：

eval(...)
    eval(source[, globals[, locals]]) -> value

    Evaluate the source in the context of globals and locals.
    The source may be a string representing a Python expression
    or a code object as returned by compile().
    The globals must be a dictionary and locals can be any mapping,
    defaulting to the current globals and locals.
    If only globals is given, locals defaults to it.

例如：

>>> eval("3+5")
8

另外，在 except 子句中，有一個 raise，作為單獨一個語句。它的含義是將異常信息拋出。并且，except 子句用了一個判斷語句，根據不同的情況確定走不同分支。

if __name__ == "__main__":
    c = Calculator()
    print c.calc("8/0")

這時候 is_raise = False，則會：

$ python 21602.py 
Traceback (most recent call last):
  File "21602.py", line 17, in <module>
    print c.calc("8/0")
  File "21602.py", line 8, in calc
    return eval(express)
  File "<string>", line 1, in <module>
ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero

如果將 is_raise 的值改為 True，就是這樣了：

if __name__ == "__main__":
    c = Calculator()
    c.is_raise = True    #通過實例屬性修改
    print c.calc("8/0")

運行結果：

$ python 21602.py 
zero can not be division.
None

最后的 None 是 c.calc("8/0")的返回值，因為有 print c.calc("8/0")，所以被打印出來。

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