Python提供了两个非常重要的功能来处理Python程序中的异常和错误，并在其中添加调试的函数功能 -

• 异常处理 - 在本教程中介绍。这是一个列表标准Python中提供的异常 - 标准异常。
• 断言 - 在Python 3教程中的断言中介绍。

标准异常

以下是Python中可用的标准异常列表 -

Python中的断言

断言是一个健全检查，可以在完成对程序的测试后打开或关闭。

• 试想断言的最简单的方法就是将它与一个raise-if语句(或者更准确的说是一个加注if语句)相对应。测试表达式，如果结果为false，则会引发异常。

• 断言由版本1.5引入的assert语句来执行，它是Python的最新关键字。

• 程序员经常在函数开始时放置断言来检查有效的输入，并在函数调用后检查有效的输出。

assert语句

当它遇到一个assert语句时，Python会评估求值它的的表达式，是否为所希望的那样。 如果表达式为false，Python会引发AssertionError异常。

assert的语法是 -

assert Expression[, Arguments]

如果断言失败，Python将使用ArgumentExpression作为AssertionError的参数。 使用try-except语句可以像任何其他异常一样捕获和处理AssertionError异常。 如果没有处理，它们将终止程序并产生回溯。

示例

这里将实现一个功能：将给定的温度从开尔文转换为华氏度。如果是负温度，该功能将退出 -

#!/usr/bin/python3
def KelvinToFahrenheit(Temperature):
   assert (Temperature >= 0),"Colder than absolute zero!"
   return ((Temperature-273)*1.8)+32

print (KelvinToFahrenheit(273))
print (int(KelvinToFahrenheit(505.78)))
print (KelvinToFahrenheit(-5))

当执行上述代码时，会产生以下结果 -

32.0

Traceback (most recent call last):
File "test.py", line 9, in <module>
print KelvinToFahrenheit(-5)
File "test.py", line 4, in KelvinToFahrenheit
assert (Temperature >= 0),"Colder than absolute zero!"
AssertionError: Colder than absolute zero!

什么是异常？

一个例外是在程序执行期间发生的一个事件，它破坏程序指令的正常流程。 一般来说，当Python脚本遇到无法应对的情况时，会引发异常。异常是一个表示错误的Python对象。

当Python脚本引发异常时，它必须立即处理异常，否则终止并退出。

处理异常

如果有一些可能引发异常的可疑代码，可以通过将可疑代码放在try:块中来保护您的程序。 在try:块之后，包括一个except:语句，然后是一个尽可能优雅地处理问题的代码块。

语法

下面是简单的语法try .... except ... else块 -

try:
   You do your operations here
   ......................
except ExceptionI:
   If there is ExceptionI, then execute this block.
except ExceptionII:
   If there is ExceptionII, then execute this block.
   ......................
else:
   If there is no exception then execute this block.

以下是上述语法的几个重点 -

• 一个try语句可以有多个except语句。 当try块包含可能引发不同类型的异常的语句时，这就很有用。
• 还可以提供一个通用的except子句，它处理任何异常。
• 在except子句之后，可以包含一个else子句。 如果try:block中的代码不引发异常，则else块中的代码将执行。
• else-block是一个不需要try:block保护的代码的地方。

示例

此示例打开一个文件，将内容写入文件，并且优雅地出现，因为完全没有问题 -

#!/usr/bin/python3

try:
   fh = open("testfile", "w")
   fh.write("This is my test file for exception handling!!")
except IOError:
   print ("Error: can\'t find file or read data")
else:
   print ("Written content in the file successfully")
   fh.close()

这产生以下结果 -

Written content in the file successfully

示例

此示例尝试打开一个没有写入权限的文件，因此它引发了一个异常 -

#!/usr/bin/python3

try:
   fh = open("testfile", "r")
   fh.write("This is my test file for exception handling!!")
except IOError:
   print ("Error: can\'t find file or read data")
else:
   print ("Written content in the file successfully")

这产生以下结果 -

Error: can't find file or read data

except子句没有指定异常

也可以使用except语句，但不定义异常，如下所示 -

try:
   You do your operations here
   ......................
except:
   If there is any exception, then execute this block.
   ......................
else:
   If there is no exception then execute this block.

这种try-except语句捕获所有发生的异常。使用这种try-except语句不被认为是一个很好的编程实践，因为它捕获所有异常，但不会让程序员能更好地识别发生的问题的根本原因。

except子句指定多个异常

还可以使用相同的except语句来处理多个异常，如下所示：

try:
   You do your operations here
   ......................
except(Exception1[, Exception2[,...ExceptionN]]]):
   If there is any exception from the given exception list, 
   then execute this block.
   ......................
else:
   If there is no exception then execute this block.

try-finally子句

可以使用finally：块和try：块。 finally：块是放置必须执行代码的地方，无论try块是否引发异常。 try-finally语句的语法是这样的 -

try:
   You do your operations here;
   ......................
   Due to any exception, this may be skipped.
finally:
   This would always be executed.
   ......................

注意 - 可以提供except子句或finally子句，但不能同时提供。不能使用else子句以及finally子句。

示例

#!/usr/bin/python3

try:
   fh = open("testfile", "w")
   fh.write("This is my test file for exception handling!!")
finally:
   print ("Error: can\'t find file or read data")
   fh.close()

如果没有以写入形式打开文件的权限，则会产生以下结果 -

Error: can't find file or read data

同样的例子可以写得更干净如下 -

#!/usr/bin/python3

try:
   fh = open("testfile", "w")
   try:
      fh.write("This is my test file for exception handling!!")
   finally:
      print ("Going to close the file")
      fh.close()
except IOError:
   print ("Error: can\'t find file or read data")

当try块中抛出异常时，执行将立即传递给finally块。 在finally块中的所有语句都被执行之后，异常被再次引发，如果存在于try-except语句的下一个更高的层中，则在except语句中处理异常。

异常参数

一个异常可以有一个参数，参数它是一个值，它提供有关该问题的其他信息。 参数的内容因异常而异。 可以通过在except子句中提供变量来捕获异常的参数，如下所示：

try:
   You do your operations here
   ......................
except ExceptionType as Argument:
   You can print value of Argument here...

如果编写代码来处理单个异常，则可以在except语句中使用一个变量后跟异常的名称。 如果要捕获多个异常，可以使用一个变量后跟随异常的元组。

此变量接收大部分包含异常原因的异常值。 变量可以以元组的形式接收单个值或多个值。 该元组通常包含错误字符串，错误编号和错误位置。

示例

以下是一个例外 -

#!/usr/bin/python3

# Define a function here.
def temp_convert(var):
   try:
      return int(var)
   except ValueError as Argument:
      print ("The argument does not contain numbers\n", Argument)

# Call above function here.
temp_convert("xyz")

这产生以下结果 -

The argument does not contain numbers
invalid literal for int() with base 10: 'xyz'

抛出异常

可以通过使用raise语句以多种方式引发异常。raise语句的一般语法如下 -

语法

raise [Exception [, args [, traceback]]]

这里，Exception是异常的类型(例如，NameError)，args是异常参数的值。 参数是可选的; 如果没有提供，则异常参数为None。

最后一个参数traceback也是可选的(在实践中很少使用)，如果存在，则是用于异常的追溯对象。

示例

异常可以是字符串，类或对象。 Python核心引发的大多数异常都是类，一个参数是类的一个实例。 定义新的例外是非常容易的，可以做到如下 -

def functionName( level ):
   if level <1:
      raise Exception(level)
      # The code below to this would not be executed
      # if we raise the exception
   return level

注意 - 为了捕获异常，“except”子句必须引用与类对象或简单字符串相同的异常。例如，为了捕获上述异常，必须写出except子句如下：

try:
   Business Logic here...
except Exception as e:
   Exception handling here using e.args...
else:
   Rest of the code here...

以下示例说明了使用引发异常 -

#!/usr/bin/python3
def functionName( level ):
   if level <1:
      raise Exception(level)
      # The code below to this would not be executed
      # if we raise the exception
   return level

try:
   l = functionName(-10)
   print ("level = ",l)
except Exception as e:
   print ("error in level argument",e.args[0])

这将产生以下结果 -

error in level argument -10

用户定义的异常

Python还允许通过从标准内置异常导出类来创建自己的异常。

这是一个与RuntimeError有关的示例。 在这里，从RuntimeError类创建一个子类。 当需要在捕获异常时显示更多具体信息时，这就很有用了。

在try块中，用户定义的异常被引发并被捕获在except块中。 变量e用于创建Networkerror类的实例。

class Networkerror(RuntimeError):
   def __init__(self, arg):
      self.args = arg

所以当定义了上面的类以后，就可以使用以下命令抛出异常 -

try:
   raise Networkerror("Bad hostname")
except Networkerror,e:
   print e.args