Python 异常

当 Python 程序遇到错误时，会停止执行程序的剩余部分。Python 中的错误可能是表达式语法错误或 Python 异常。我们将看到异常是什么。此外，我们还将在本教程中看到语法错误和异常之间的区别。接下来，我们将学习如何尝试和捕获块，并如何引发异常和进行断言。之后，我们将看到 Python 异常列表。

什么是异常

在 Python 中，异常是在执行程序时发生的中断程序命令的事件。当 Python 代码遇到无法处理的条件时，它会引发异常。描述错误的 Python 对象称为异常。

当 Python 代码引发异常时，它有两个选项：立即处理异常或停止并退出。

异常与语法错误

当解释器发现语句有错误时，会发生语法错误。考虑以下情况：

代码

#Python code after removing the syntax error
string = "Python Exceptions"

for s in string:
    if (s != o:
        print( s )

输出：

    if (s != o:
              ^
SyntaxError: invalid syntax

输出中的箭头显示了解释器遇到的语法错误的位置。在这种情况下，有一个未关闭的括号。关闭它并重新运行程序：

代码

#Python code after removing the syntax error
string = "Python Exceptions"

for s in string:
    if (s != o):
        print( s )

输出：

      2 string = "Python Exceptions"
      4 for s in string:
----> 5     if (s != o):
      6         print( s )

NameError: name 'o' is not defined

我们在执行这段代码后遇到了一个异常错误。当Python代码在语法上是有效的但产生错误时，就会出现这种类型的错误。输出的最后一行给出了遇到的异常错误代码的名称。Python不仅显示”异常错误”，还显示了发生的异常错误的类型信息。在这种情况下，它是一个NameError。Python包含了几种内置的异常。然而，Python提供了构建自定义异常的功能。

尝试和捕获语句 – 捕获异常

在Python中，我们使用try和except代码块捕获异常并处理它们。try子句包含可能引发异常的代码，而except子句包含处理异常的代码行。让我们看看是否可以访问超过数组长度的索引，并处理由此产生的异常。

代码

# Python code to catch an exception and handle it using try and except code blocks

a = ["Python", "Exceptions", "try and except"]
try:
    #looping through the elements of the array a, choosing a range that goes beyond the length of the array
     for i in range( 4 ):
        print( "The index and element from the array is", i, a[i] )
#if an error occurs in the try block, then except block will be executed by the Python interpreter     
except:
    print ("Index out of range")

输出：

The index and element from the array is 0 Python
The index and element from the array is 1 Exceptions
The index and element from the array is 2 try and except
Index out of range

在上面的示例中，潜在产生错误的代码块被插入到try子句内。超过2的值试图访问列表长度之外的项，导致异常。然后，except子句捕获此异常并在不停止它的情况下执行代码。

如何引发异常

如果一个条件不符合我们的要求，但根据Python解释器是正确的，我们可以使用raise关键字故意引发一个异常。我们可以与该语句一起使用自定义异常。

如果我们希望使用raise在发生给定条件时生成一个异常，可以按以下方式操作：

代码

#Python code to show how to raise an exception in Python
num = [3, 4, 5, 7]
if len(num) > 3:
    raise Exception( f"Length of the given list must be less than or equal to 3 but is {len(num)}" )

输出:

      1 num = [3, 4, 5, 7]
      2 if len(num) > 3:
----> 3     raise Exception( f"Length of the given list must be less than or equal to 3 but is {len(num)}" )

Exception: Length of the given list must be less than or equal to 3 but is 4

实现停止并将异常显示在输出中，提供关于出错原因的指示。

Python中的断言

当我们完成程序验证时，断言是一种可以开关的一致性测试。

理解断言的最简单方法是将其与if-then条件进行比较。当计算表达式时，如果结果为false，则会引发异常。

断言是通过assert语句进行的，这是在Python 1.5中作为最新关键字添加的。

断言通常在函数的开头进行，用于检查输入的有效性，并在调用函数的末尾进行，用于检查输出的有效性。

assert语句

当Python在找到assert语句时检查相邻的表达式，最好是true。如果表达式的结果为false，则Python将引发AssertionError异常。

assert子句的语法是−

assert Expressions[, Argument]

Python使用ArgumentException作为AssertionError的参数，如果断言失败。我们可以使用try-except语句块来捕获和处理AssertionError异常，但如果没有处理，程序将停止，并且Python解释器将生成一条回溯信息。

代码

#Python program to show how to use assert keyword
# defining a function
def square_root( Number ):
    assert ( Number < 0), "Give a positive integer"
    return Number**(1/2)

#Calling function and passing the values
print( square_root( 36 ) )
print( square_root( -36 ) )

输出：

      7 #Calling function and passing the values
----> 8 print( square_root( 36 ) )
      9 print( square_root( -36 ) )

Input In [23], in square_root(Number)
      3 def square_root( Number ):
----> 4     assert ( Number < 0), "Give a positive integer"
      5     return Number**(1/2)

AssertionError: Give a positive integer

尝试使用else从句

Python还支持else从句，它应该放在try和except块中的每个except从句之后。只有当try块未引发异常时，Python解释器才会执行else块中的代码。

这是一个带有else从句的try块的示例。

代码

# Python program to show how to use else clause with try and except clauses

# Defining a function which returns reciprocal of a number
def reciprocal( num1 ):
    try:
        reci = 1 / num1
    except ZeroDivisionError:
        print( "We cannot divide by zero" )
    else:
        print ( reci )
# Calling the function and passing values
reciprocal( 4 )
reciprocal( 0 )

输出：

0.25
We cannot divide by zero

Python中的finally关键字

finally关键字在Python中可用，并且总是在try-except块之后使用。finally代码块始终在try块正常终止或由于其他原因终止后执行。

下面是一个带有try-except子句的finally关键字的示例：

代码

# Python code to show the use of finally clause

# Raising an exception in try block
try:
    div = 4 // 0  
    print( div )
# this block will handle the exception raised
except ZeroDivisionError:
    print( "Atepting to divide by zero" )
# this will always be executed no matter exception is raised or not
finally:
    print( 'This is code of finally clause' )

输出：

Atepting to divide by zero
This is code of finally clause

用户定义的异常

通过继承典型的内置异常类，Python允许我们设计自定义的异常。

以下是一个RuntimeError的示例。在这种情况下，生成一个从RuntimeError派生的类。一旦检测到异常，我们可以使用它来显示额外的详细信息。

我们在try块中引发一个用户定义的异常，然后在except块中处理异常。使用变量var创建了一个名为EmptyError的类的示例。

代码

class EmptyError( RuntimeError ):
   def __init__(self, argument):
      self.arguments = argument
Once the preceding class has been created, the following is how to raise an exception:
Code
var = " "
try:
    raise EmptyError( "The variable is empty" )
except (EmptyError, var):
    print( var.arguments )

输出：

      2 try:
----> 3     raise EmptyError( "The variable is empty" )
      4 except (EmptyError, var):

EmptyError: The variable is empty

Python 异常列表

这是Python内置异常的完整列表。

总结

在了解了语法错误和异常之间的区别后，我们学习了不同的方法来触发、捕获和处理Python异常。在本教程中，我们学习了以下几种异常处理机制：

• 我们可以使用raise关键字在代码的任意行抛出异常。
• 使用assert关键字，我们可以检查特定条件是否满足，如果不满足则抛出异常。
• 执行try子句中的所有语句，直到发现异常。
• 使用except函数检测和处理try子句中的异常。
• 如果try代码块中没有抛出异常，我们可以在else代码块中编写需要执行的代码。

下面是try、except、else和finally子句的语法。

语法：

try:
    # Code block
    # These statements are those which can probably have some error

except:
    # This block is optional.
    # If the try block encounters an exception, this block will handle it.

else:
    # If there is no exception, this code block will be executed by the Python interpreter

finally:
    # Python interpreter will always execute this code.