深入 Python 異常處理

【導語】：本文結合例程總結Python異常處理的相關知識，幫你深入理解python異常處理。

在Python 中的錯誤和異常是什麼？

通常來說，程序中的錯誤至少包括兩種，一種是語法錯誤，另一種則是異常。

語法錯誤

所謂語法錯誤，你應該很清楚，也就是你寫的代碼不符合編程規範，無法被識別與執行，比如下面這個例子的語法錯誤

下面的代碼無法被識別和執行

if name is not None
    print(name)
上面的代碼If 語句漏掉了冒號，不符合 Python 的語法規範，所以程序就會報錯invalid syntax。
語法錯誤
異常則是指程序的語法正確，也可以被執行，但在執行過程中遇到了錯誤，拋出了異常。
比如，最常見的除數不能為0。變量沒有定義。數據類型的運算。
10 / 0
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero

order * 2
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'order' is not defined

1 + [1, 2]
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'list'

上面報的是常見的報錯，比如ZeroDIvision NameError 和 typeError
還有很多其他異常的類型如 keyError 字典的鍵找不到和FileNotFoundError 文件不存在
try except
使用Python的異常處理語句，可以非常優雅地處理發生的異常。
下面是Python的異常處理語句的模板語法
try:
    # 可能觸發異常的語句塊
except:  
    # 這裡執行異常處理的相關代碼，列印輸出等
else:
    # 如果沒有異常則執行else中的代碼
finally：
    # 不管代碼是否異常，都會執行，一般是資源的關閉和釋放
首先，檢測try語句塊中的錯誤，except語句捕獲異常信息並處理。如果在try子句執行時沒有發生異常，Python將執行else語句後的語句，然後控制流通過整個try語句。
比如看下面的例子。
try:
    print(a*2)
except TypeError:
    print("TypeError")
except:
    print("Not Type Error & Error noted")
    
Not Type Error & Error noted
由於a沒有定義，報的是NameError而不是TypeError。異常最終被except:部分的程序捕捉。
這裡，Runsen補充一下非常重要的知識點：
拋出異常
拋出異常模板：raise 異常類名(附加異常信息) 。下面是示例代碼：
s = "RunsenRunsen"
try:
    if len(s) > 10:
        raise Exception("超過10個字符")
except Exception as err:
    print(err)
    
超過10個字符
有時產生的異常，不想在當前處理，那麼就可以使用raise拋出異常。下面是示例代碼：
def division():
    a = float(input('輸入被除數：'))
    b = float(input("輸入除數："))
    if a < 0 or b < 0:
        raise Exception("我是Runsen，要求：輸入的數不能小於0。") #出現負數拋出異常。
    c = a / b
    print(a,'÷',b,'=',c)
    
try:
    division()
except Exception as d:
    print('出錯了，',d)
    
運行結果：
輸入被除數：5
輸入除數：-1
出錯了， 我是小學生，輸入的數不能小於0。
輸入被除數：5
輸入除數：0
出錯了， float division by zero
萬能異常
因為異常分了不同的種類，如果不知道，那麼使用exception異常處理就足夠了，它可以接收任何異常
value = 'hello'
try:
    int(value)
#萬能異常處理  
except Exception as e:
    print(e)
自定義異常
實際開發中，有時候系統提供的異常類型不能滿足開發的需求。這時候你可以通過創建一個新的異常類來擁有自己的異常。異常類繼承自 Exception 類，可以直接繼承，或者間接繼承。
# 自定義異常類 MyError ，繼承普通異常基類 Exception
class MyError(Exception):
        def __init__(self, value):
            self.value = value
        def __str__(self):
            return repr(self.value)
try:
    num = input("請輸入數字：")
    if not num.isdigit():  # 判斷輸入的是否是數字
        raise MyError(num)  # 輸入的如果不是數字，手動指定拋出異常
except MyError as e:
    print("MyError：請輸入數字。您輸入的是：", e.value)

請輸入數字：1
請輸入數字：Runsen
MyError：請輸入數字。您輸入的是：Runsen
擴展
大型社交網站的後臺，需要針對用戶發送的請求返回相應記錄。用戶記錄往往儲存在 key-value 結構的資料庫中，每次有請求過來後，我們拿到用戶的 ID，並用 ID 查詢資料庫中此人的記錄，就能返回相應的結果。而資料庫返回的原始數據，往往是 json string 的形式，這就需要我們首先對 json string 進行 decode（解碼），你可能很容易想到下面的方法：
import json
raw_data = queryDB(uid) # 根據用戶的 id，返回相應的信息。queryDB這裡是一個函數
data = json.loads(raw_data)

上面的代碼是不是就足夠呢？
json.loads()函數中，如果輸入的字符串不符合規範，那麼就無法解碼，就會拋出異常。
raw_data一定是json嗎？，因此寫之前就應該考慮如何處理異常
try:
    data = json.loads(raw_data)
except JSONDecodeError as err:
    print('JSONDecodeError: {}'.format(err))

「附件：異常類列表（來源：菜鳥教程）」
異常名稱描述

BaseException所有異常的基類SystemExit解釋器請求退出KeyboardInterrupt用戶中斷執行(通常是輸入^C)Exception常規錯誤的基類StopIteration迭代器沒有更多的值GeneratorExit生成器(generator)發生異常來通知退出StandardError所有的內建標準異常的基類ArithmeticError所有數值計算錯誤的基類FloatingPointError浮點計算錯誤OverflowError數值運算超出最大限制ZeroDivisionError除(或取模)零 (所有數據類型)AssertionError斷言語句失敗AttributeError對象沒有這個屬性EOFError沒有內建輸入,到達EOF 標記EnvironmentError作業系統錯誤的基類IOError輸入/輸出操作失敗OSError作業系統錯誤WindowsError系統調用失敗ImportError導入模塊/對象失敗LookupError無效數據查詢的基類IndexError序列中沒有此索引(index)KeyError映射中沒有這個鍵MemoryError內存溢出錯誤(對於Python 解釋器不是致命的)NameError未聲明/初始化對象 (沒有屬性)UnboundLocalError訪問未初始化的本地變量ReferenceError弱引用(Weak reference)試圖訪問已經垃圾回收了的對象RuntimeError一般的運行時錯誤NotImplementedError尚未實現的方法SyntaxErrorPython 語法錯誤IndentationError縮進錯誤TabErrorTab 和空格混用SystemError一般的解釋器系統錯誤TypeError對類型無效的操作ValueError傳入無效的參數UnicodeErrorUnicode 相關的錯誤UnicodeDecodeErrorUnicode 解碼時的錯誤UnicodeEncodeErrorUnicode 編碼時錯誤UnicodeTranslateErrorUnicode 轉換時錯誤Warning警告的基類DeprecationWarning關於被棄用的特徵的警告FutureWarning關於構造將來語義會有改變的警告OverflowWarning舊的關於自動提升為長整型(long)的警告PendingDeprecationWarning關於特性將會被廢棄的警告RuntimeWarning可疑的運行時行為(runtime behavior)的警告SyntaxWarning可疑的語法的警告UserWarning用戶代碼生成的警告
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