Python 异常处理及程序调试

作者：billy
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异常概述

在程序运行过程中，经常会遇到各种各样的错误，这些错误统称为 “异常”。这些异常有的是由于开发者一时疏忽将关键字敲错导致的，这类错误多数产生的是 SyntaxError: invalid syntax（无效的语法），这将直接导致程序不能运行。这类异常是显式的，在开发阶段很容易被发现。还有一类是隐式的，通常和使用者的操作有关。

Python 中常见的异常如下表所示：

异常	描述
NameError	尝试访问一个没有声明的变量引发的错误
IndexError	索引超出序列范围引发的错误
IndentationError	缩进错误
ValueError	传入的值错误
KeyError	请求一个不存在的字典关键字引发的错误
IOError	输入输出错误（如要读取的文件不存在）
ImportError	当 import 语句无法找到模块或 from 无法在模块中找到相应的名称时引发的错误
AttributeError	尝试访问未知的对象属性引发的错误
TypeError	类型不合适引发的错误
MemoryError	内存不足
ZeroDivisionError	除数为 0 引发的错误

异常处理语句

在程序开发时，有些错误并不是每次运行都会出现的。这时就需要在开发程序时对可以出现异常的情况进行处理。在 Python 中，提供了 try…except 语句捕获并处理异常。在使用时，把可能产生异常的代码放在 try 语句块中，把处理结果放在 except 语句块中，这样，当 try 语句块中的代码出现错误，就会执行 except 语句块中的代码，如果 try 语句块中的代码没有错误，那么 except 语句块将不执行。

示例：

def division():'''功能：分苹果:return: 无'''print("\n==================== 分苹果了 ====================\n")apple = int(input("请输入苹果的个数: "))children = int(input("请输入小朋友的个数: "))result = apple // childrenremain = apple - result * childrenif remain > 0:print(apple, "个苹果，评价分给", children, "个小朋友，每人分", result, "个，剩余", remain, "个")else:print(apple, "个苹果，评价分给", children, "个小朋友，每人分", result, "个")if __name__ == '__main__':try:division()except ZeroDivisionError:print("\n出错了 ~_~  小朋友的个数不能为 0 ！")except ValueError as e:print("输入错误: ", e)

多次运行示例的结果如下所示：

==================== 分苹果了 ====================请输入苹果的个数: asda
输入错误:  invalid literal for int() with base 10: 'asda'==================== 分苹果了 ====================请输入苹果的个数: 12
请输入小朋友的个数: 0出错了 ~_~  小朋友的个数不能为 0 ！==================== 分苹果了 ====================请输入苹果的个数: 12
请输入小朋友的个数: 5
12 个苹果，评价分给 5 个小朋友，每人分 2 个，剩余 2 个

完整的异常处理语句应该包含 else 和 finally 代码块。else 代码块在程序没有抛出异常时执行，而 finally 代码块无论是否出现异常都会被执行。

示例：

if __name__ == '__main__':try:division()except ZeroDivisionError:print("\n出错了 ~_~  小朋友的个数不能为 0 ！")except ValueError as e:print("输入错误: ", e)else:print("分苹果顺利完成！")finally:print("进行了一次分苹果操作！")

如果某个函数或方法可能会产生异常，但不想在当前函数或方法中处理这个异常，则可以使用 raise 语句在函数或方法中抛出异常。在应用 raise 抛出异常时，要尽量选择合理的异常对象，而不应该抛出一个与实际内容不相关的异常。

示例：

def division():'''功能：分苹果:return: 无'''print("\n==================== 分苹果了 ====================\n")apple = int(input("请输入苹果的个数: "))children = int(input("请输入小朋友的个数: "))if apple < children:raise ValueError("苹果太少了，不够分！")result = apple // childrenremain = apple - result * childrenif remain > 0:print(apple, "个苹果，评价分给", children, "个小朋友，每人分", result, "个，剩余", remain, "个")else:print(apple, "个苹果，评价分给", children, "个小朋友，每人分", result, "个")if __name__ == '__main__':try:division()except ZeroDivisionError:print("\n出错了 ~_~  小朋友的个数不能为 0 ！")except ValueError as e:print("输入错误: ", e)else:print("分苹果顺利完成！")finally:print("进行了一次分苹果操作！")

上述例子的运行结果为：

==================== 分苹果了 ====================请输入苹果的个数: 3
请输入小朋友的个数: 4
输入错误:  苹果太少了，不够分！
进行了一次分苹果操作！

程序调试

在程序开发过程中，免不了会出现一些错误，有语法方面的，也有逻辑方面的。语法方面的错误比较容易检测，因为程序会直接停止，并且给出错误提示。逻辑错误就不太容易发现了。因为程序可能会一直执行下去，但结果是错误的。所以作为一名程序员，掌握一定的程序调试方法，可以说是一项必备技能。

在程序开发过程中，除了使用系统自带的调试工具进行调试外，还可以在代码中通过 print() 函数把可能出现问题的变量输出进行查看。这种命令会产生很多垃圾信息，所以调试之后还需要将其删除，比较麻烦。除此之外，Python 还提提供了另外的方法 - 使用 assert 语句调试程序。assert 的中文意思是断言，它一般用于对程序某个时刻必须满足的条件进行验证。

示例：

def division():'''功能：分苹果:return: 无'''print("\n==================== 分苹果了 ====================\n")apple = int(input("请输入苹果的个数: "))children = int(input("请输入小朋友的个数: "))assert apple > children, "苹果不够分！"result = apple // childrenremain = apple - result * childrenif remain > 0:print(apple, "个苹果，评价分给", children, "个小朋友，每人分", result, "个，剩余", remain, "个")else:print(apple, "个苹果，评价分给", children, "个小朋友，每人分", result, "个")if __name__ == '__main__':try:division()except ZeroDivisionError:print("\n出错了 ~_~  小朋友的个数不能为 0 ！")except ValueError as e:print("输入错误: ", e)else:print("分苹果顺利完成！")finally:print("进行了一次分苹果操作！")

触发断言：

==================== 分苹果了 ====================请输入苹果的个数: 5
请输入小朋友的个数: 6
进行了一次分苹果操作！
Traceback (most recent call last):File "D:/Python/Demo/main.py", line 21, in <module>division()File "D:/Python/Demo/main.py", line 10, in divisionassert apple > children, "苹果不够分！"
AssertionError: 苹果不够分！

通常情况下，assert 语句可以和异常处理语句结合使用。

try:division()
except AssertionError as e:print("\n输入有误：", e)

这样再执行程序时就不会直接抛出异常了。

注意：assert 语句只在调式阶段有效，我们可以通过在执行 Python 命令时加入 -O（大写）参数来关闭 assert 语句。