六、异常处理

Python的异常机制主要依赖try、except、else、finally、raise五个关键字，其中在try关键字后缩进的代码块简称try块，里面放置的是可能引发异常的代码；在except后对应的是异常类型和一个代码块，用于表明该except块处理的这种类型的代码块；在多个except后可以放一个else块，表明程序不出现异常时需要在执行else部分；最后添加finally块，总被执行；raise用于引发一个实际的异常，raise可以单独作为语句使用，引发一个具体的异常对象。

1、异常概述

错误处理机制两大缺点：

无法穷举所有的异常情况；
错误处理代码和业务实现代码混杂；

2、异常处理机制

2.1、使用try…except捕获

try:
	# 业务实现代码
except (Error1, Error2, ... ): as e:
	alert 输入不合法
	goto retry

如果在执行try块里的业务逻辑代码时出现异常，系统自动生成一个异常对象，该异常对象被提交给Python解释器，过程被称之为引发异常。
当Python解释器收到异常对象时，会寻找能处理该异常对象的except块，如果找到合适的except块，则把该异常对象交给该except块处理，过程被称之为捕获异常。
如果无法捕获异常，则运行时环境终止，Python解释器退出。

InputInt = input("请输入整型数据：\n")
try:
    if int(InputInt) >= 18:
        print('成年！')
    else:
        print("未成年！")
except:
    print('输入数据类型有误，请重新输入')

2.2、异常类的继承体系

当Python解释器接收到异常对象后，会依次判断该异常对象是否是except块后的异常类或其子类的实例，如果是，Python解释器将调用该except块来处理该异常；否则，再次拿该异常对象和下一个except块里的异常类进行比较。
Python捕获异常的流程图：

try:
	statement1
	statement1    # 出现异常生成异常对象ex
	...
except Exception1:instance(ex, Exception1)
	exception handler statement1	
	...
except Exception2:instance(ex, Exception2)
	exception handler statement1	
	...

import sys
try:
    a = int(sys.argv[1])
    b = int(sys.argv[2])
    c = a / b
    print('两数相除的结果是：{0}'.format(c))
except IndexError:
    print("索引错误，运行程序时输入的参数个数不够")
except ValueError:
    print("数值错误，程序运行只能接受整数")
except ArithmeticError:
    print("算数错误")
except Exception:
    print("未知错误")

IndexError：输入的参数不够，将会发生索引错误；
ValueError：输入的参数不是数字，而是字母等，将会发生数值错误；
ArithmeticError：除0异常，将会发生算数错误；
Exception：其他异常；

2.3、多异常捕获

Python的一个except块可以捕获多种类型的异常。
在使用一个except块捕获多种类型的异常时，只要将多个异常类用圆括号括起来，中间用逗号隔开即可（构建多个异常类的元组）。

import sys
try:
    a = int(sys.argv[1])
    b = int(sys.argv[2])
    c = a / b
    print('两数相除的结果是：{0}'.format(c))
except (IndexError, ValueError, ArithmeticError):
    print("索引错误/数值错误/算法错误")
except Exception:
    print("未知错误")

2.4、访问异常信息

在except块中访问异常对象的相关信息，通过为异常对象声明变量来实现。

args：该属性返回异常的错误编号和描述字符串；
errno：返回异常的错误编号；
strerror：返回异常的描述字符串；
with_traceback()：通过该方法可处理异常的传播轨迹信息；

def foo():
    try:
        fis = open("a.txt")
    except Exception as e:
        print(e.args)
foo()       # (2, 'No such file or directory')

2.5、else块

当try没有出现异常时，程序会执行else块

s = input("请输入除数：\n")
try:
    result = 20 / int(s)
    print(result)
except ValueError:
    print("输入数值错误")
else:
    print('无异常')

2.6、使用finally回收资源

finally总会被执行，切必须放在所有except块之后。

s = '12'
try:
    result = 20 / int(s)
    print(result)
except ValueError:
    print("输入数值错误")
else:
    print('无异常')
finally:
    print('结束')

2.7、异常处理嵌套

在finally块中包含了一个完整的异常处理流程

import os
def test():
    fis = None
    try:
        fis = open("a.txt")
    except OSError as e:
        print(e.strerror)
        return
    finally:
        if fis is not None:
            try:
                fis.close()
            except OSError as ioe:
                print(ioe.strerror)
            print("资源回收")
test()      # No such file or directory

3、使用raise引发异常

当程序出现错误时，系统会自动引发异常。之外Python可以使用raise自行引发异常。

3.1、引发异常

系统需要引发异常，可能需要根据应用业务需求来决定，如果程序中的数据、执行与既定的业务需求不符，则为一种异常。由于与业务需求不符的异常，需要自行引发异常。
自行引发异常：raise语句

raise：单独一个raise。该语句引发当前上下文中捕获异常（比如在except块中）或者默认引发RunnerTime异常。
raise异常类：raise后带一个异常类。该语句引发指定类的默认实例；
raise异常对象：引发指定的异常对象；

上面三种方法最终都是要引发一个异常实例，且每次只能引发一个异常实例。

3.2、自定义异常类

class AuctionExpection(Exception):
    pass

3.3、except和raise同时使用

在异常出现的当前方法中，程序只对异常部分进行处理，还有些处理需要在该方法的调用者中才能完成。应再次引发异常，让该方法的调用者也能够捕获异常。

class AuctionExpection(Exception):
    pass
class AutionTest:
    def __init__(self, init_price):
        self.init_price = init_price
    def bid(self, bid_price):
        d = 0.0
        try:
            d = float(bid_price)
        except Exception as e:
            print(e)
            raise AuctionExpection("AAA")
        if self.init_price > d:
            raise AuctionExpection("BBB")
        initPrice = d
def main():
    at = AutionTest(20.4)
    try:
        at.bid("df")
    except AuctionExpection as ae:
        print(ae)
main()

3.4、raise不需要参数

在使用raise语句时不带参数，此事raise处于except块中，将自动引发当前上下文激活的异常。

4、Python的异常传播轨迹

异常对象提供了一个with_traceback用于处理异常的传播轨迹，查看异常的传播轨迹可跟踪异常触发的源头，也可看到异常一路触发的轨迹。

class SelfException(Exception):
    pass
def main():
    firstMethod()
def firstMethod():
    secondMethod()
def secondMethod():
    thirdMethod()
def thirdMethod():
    raise SelfException("自定义异常信息")
main()

Traceback (most recent call last):
  File "G:\AAA\111.py", line 123, in <module>
    main()
  File "G:\AAA\111.py", line 116, in main
    firstMethod()
  File "G:\AAA\111.py", line 118, in firstMethod
    secondMethod()
  File "G:\AAA\111.py", line 120, in secondMethod
    thirdMethod()
  File "G:\AAA\111.py", line 122, in thirdMethod
    raise SelfException("自定义异常信息")
__main__.SelfException: 自定义异常信息

异常从发生异常的函数或方法逐渐向外传播，首先传给该函数或方法的调用者，该函数或方法的调用者再传递给其他调用者…直至传递到Python解释器，此时Python解释器会中止该程序，并打印异常的传播轨迹信息。
Python提供了traceback模块来处理异常传播轨迹，使用traceback可以方便地处理Python的异常传播轨迹、导入traceback模块后，traceback提供了如下两个方法：

traceback.print_exc()：将异常传播轨迹输出到控制台或指定文件中；
format_exc()：将异常传播信息转换成字符串；
etype：指定异常类型；
value：指定异常值；
tb：指定异常的traceback信息；
limit：用于限制显示异常传播的层数；
file：指定将异常传播轨迹信息输出到指定文件中；

import traceback
class SelfException(Exception):
    pass
def main():
    firstMethod()
def firstMethod():
    secondMethod()
def secondMethod():
    thirdMethod()
def thirdMethod():
    raise SelfException("自定义异常信息")
try:
    main()
except:
    traceback.print_exc()
    traceback.print_exc(file=open('log.txt', 'a', encoding='utf-8'))