Python 斷言和異常

Python斷言

斷言是一種理智檢查，當程序的測試完成，可以將其打開或關閉。斷言的最簡單方法就是把它比作raise-if語句(或更加準確，raise-if-not聲明)。一個表達式進行測試，如果結果出現false，將引發異常。程序中常常放置斷言來檢查輸入的有效與否，或在一個函數調用后檢查有效的輸出，其為assert關鍵字構成的語句。
assert語句
但它遇到一個斷言語句，Python評估計算之后的表達式，希望是true。如果是表達式為false，Python觸發AssertionError異常，其語法是：

assert Expression[, Arguments]

如果斷言失敗，Python使用ArgumentExpression作為AssetionError異常的參數，AssertionError可以被捕獲，并用try-except語句處理，類似其他異常。但是如果沒有處理它們，將終止改成程序并產生一個回溯。如下實例：

def kelvin_to_fahrenheit(temperature):
    assert temperature >= 0, "Colder than absolute zero!"
    return ((temperature-273)*1.8)+32


print(kelvin_to_fahrenheit(273))
print(kelvin_to_fahrenheit(505.78))
print(kelvin_to_fahrenheit(-5))

運行輸出結果為：

32.0
451.00399999999996
Traceback (most recent call last):
  File "D:/PythonCode/basic knowledge/exceptions.py", line 8, in <module>
    print(kelvin_to_fahrenheit(-5))
  File "D:/PythonCode/basic knowledge/exceptions.py", line 2, in kelvin_to_fahrenheit
    assert temperature >= 0, "Colder than absolute zero!"
AssertionError: Colder than absolute zero!

Python 異常處理

Python提供的標準異常如下列表：

異常名稱	描述
Exception	所有異常的基類
StopIteration	當一個迭代器的next()方法不能指向任何對象時引發
SystemExit	由sys.exit()函數引發
StandardError	除了StopIteration異常和SystemExit，所有內置異常的基類
ArithmeticError	數值計算所發生的所有異常的基類
OverflowError	當數字類型計算超過最高限額引發
FloatingPointError	當一個浮點運算失敗時觸發
ZeroDivisonError	當除運算或模零在所有數值類型運算時引發
AssertionError	斷言語句失敗的情況下引發
AttributeError	屬性引用或賦值失敗的情況下引發
EOFError	當從 raw_input() 與 input() 函數輸入，到達文件末尾時觸發
ImportError	當一個 import 語句失敗時觸發
KeyboardInterrupt	當用戶中斷程序執行，通常是通過按 Ctrl+c 引發
LookupError	所有查找錯誤基類
IndexError、KeyError	當在一個序列中沒有找到一個索引時引發；當指定的鍵沒有在字典中找到引發
NameError	當在局部或全局命名空間中找不到的標識引發
UnboundLocalError	試圖訪問在函數或方法的局部變量時引發，但沒有值分配給它
EnvironmentError	Python環境之外發生的所有異常的基類。
IOError	當一個輸入/輸出操作失敗，如打印語句或 open()函數試圖打開不存在的文件時引發；操作系統相關的錯誤時引發
SyntaxError、IndentationError	當在Python語法錯誤引發；沒有正確指定縮進引發
SystemError、SystemExit	當解釋器發現一個內部問題，但遇到此錯誤時，Python解釋器不退出引發；當Python解釋器不使用sys.exit()函數引發。如果代碼沒有被處理，解釋器會退出
ValueError	在內置函數對于數據類型，參數的有效類型時引發，但是參數指定了無效值
RuntimeError	當生成的錯誤不屬于任何類別時引發
NotImplementedError	當要在繼承的類來實現，抽象方法實際上沒有實現時引發此異常

什么是異常
異常是一個事件，在程序的執行過程中擾亂程序的正常流程。一般來說，當Python程序遇到某種情況，它無法應付則會引發一個異常。

異常處理
我們可以使用try/except語句來捕捉異常，try/except語句用來檢測try語句塊中的異常，從而讓except語句捕獲異常信息并處理。如果我們不想在異常發生時程序結束，只需要在except里捕獲它，其語法格式如下：

try:
    <statement>
except <name>:    
    <statement>
except <name>, <data>:
    <statement>
else:
    <statement>

try的工作原理，當開始一個try語句后，Python就在當前程序的上下文中做標記，這樣當異常出現時，就可以回到這里，try子句先執行，接下來會發生什么依賴于執行時是否出現異常。

如果try后的語句執行時發生異常，Python就跳回到try并執行第一個匹配該異常的except子句，異常處理完畢，控制流就通過整個try語句(除非在處理異常時又引發新的異常)；
如果try后的語句里發生了異常，卻沒有匹配的except子句，異常將被遞交到上層的try，或者到程序的最上層(這樣將結束程序，并打印缺省的出錯信息)；
如果try子句執行時沒有發生異常，Python將執行else語句后的語句(如果有else的話)，然后控制流通過整個try語句；

以下實例，打開文件，在該文件中寫入內容，并未發生異常：

try:
    fh = open("testfile.txt", "w", encoding="utf-8")
    fh.write("這是一個測試文件，用于測試異常！")
except IOError:
    print("Error：沒有找到文件或讀取文件失敗！")
else:
    print("內容寫入文件成功！")
    fh.close()

運行輸出結果為：

內容寫入文件成功！
# 查看文件內容
這是一個測試文件，用于測試異常！

以下實例，打開文件，在該文件中寫入內容，但文件沒有寫入權限，發生了異常(Linux環境下)：

try:
    fh = open("testfile", "w")
    fh.write("這是一個測試文件，用于測試異常!!")
except IOError:
    print("Error: 沒有找到文件或讀取文件失敗")
else:
    print("內容寫入文件成功")
    fh.close()

在執行代碼前為了測試方便，我們可以先去掉testfile.txt文件的寫權限，命令如下：

chmod -w testfile.txt

在運行上面代碼輸出結果為：

Error: 沒有找到文件或讀取文件失敗

使用except而不帶任何異常類型
我們可以不帶任何異常類型使用except，語法如下：

try
    正常的操作
    .................
except:
    發生異常，執行這部分代碼
    .................
else:
    如果沒有異常執行這部分代碼

以上方式try-except語句捕獲所有發生的異常，但是這不是一個好的方式，我們無法通過該程序識別出具體的異常信息，因為它捕獲所有的異常。

使用except而帶多種異常類型
我們可以使用相同的except語句來處理多個異常信息，如下所示：

try:
    正常的操作
   ......................
except(Exception1[, Exception2[,...ExceptionN]]]):
   發生以上多個異常中的一個，執行這塊代碼
   ......................
else:
    如果沒有異常執行這塊代碼

try-finally語句
try-finally語句無論是否發生異常都將執行finally后的代碼：

try:
<語句>
finally:
<語句>    #退出try時總會執行
raise

如下實例：

try:
    fh = open("testfile", "w")
    fh.write("這是一個測試文件，用于測試異常!!")
finally:
    print("Error: 沒有找到文件或讀取文件失敗")

如果打開的文件沒有可寫權限，輸出結果如下：

Error: 沒有找到文件或讀取文件失敗

上面實例，也可以寫成如下的方式：

try:
    fh = open("testfile", "w")
    try:
        fh.write("這是一個測試文件，用于測試異常!!")
    finally:
        print("關閉文件")
        fh.close()
except IOError:
    print("Error: 沒有找到文件或讀取文件失敗")

當在try塊中拋出一個異常，立即執行finally代碼塊。finally塊中的所有語句執行后，異常被再次觸發，并執行except代碼塊。

異常的參數
一個異?？梢詭蠀?，可以作為輸出的異常信息參數，我們可以通過except語句來捕獲異常的參數，如下所示：

try:
    正常的操作
   ......................
except ExceptionType, Argument:
    你可以在這輸出 Argument 的值...

變量接受的異常值通常包含在異常的語句中。在元組的表單中變量可以接收一個或多個值。元組通常包含錯誤字符串，錯誤數字，錯誤位置。
以下為單個異常的實例：

def temp_convert(var):
    try:
        return int(var)
    except ValueError as argument:        #Python3
        print("參數沒有包含數字
", argument)


temp_convert("abc")

運行輸出結果為：

參數沒有包含數字
invalid literal for int() with base 10: 'abc'

觸發異常
我們可以使用raise語句自己觸發異常，其語法格式如下：

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

語句中Exception是異常的類型(例如：NameError)參數標準異常中任一種，args是自己提供的異常參數。最后一個參數是可選的(實際中很少用)，如果存在，是跟蹤異常對象。

實例：一個異?？梢允亲址惢驅ο蟆ython提供的內置異常，大多數都是實例化的類，這是一個類的的實例的參數，異常的定義非常簡單，如下所示：

def function_name(level):
    if level < 1:
        raise Exception("Invalid level!", level)
        # 觸發異常，后面的代碼就不會再執行

注意：為了能夠捕獲異常，except語句必須用相同的異常來拋出類對象或字符串，例如：我們捕獲上面異常，except語句如下所示：

try:
    正常邏輯
except Exception as err:
    觸發自定義異常    
else:
    其余代碼

如下實例：

def function_name(level):
    if level < 1:
        raise Exception("Invalid level!", level)
        # 觸發異常，后面的代碼就不會再執行


try:
    function_name(0)
except Exception as err:
    print(1, err)
else:
    print(2)

運行輸出結果為：

1 ('Invalid level!', 0)

用戶自定義異常
通過創建一個新的異常類，程序可以命名它們自己的異常。異常應該是典型的繼承自Exception類，通過直接或間接的方式。以下為與RuntimeError相關的實例，實例中創建了一個類，基類為RuntimeError，用于在異常觸發時輸出更多的信息，在try語句塊中，用戶自定義的異常后執行except塊語句，變量e用于創建NetworkError類的實例：

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

在定義以上類后，我們可以觸發該異常，如下所示：

try:
    raise NetworkError("Bad hostname")
except NetworkError as e:
    print(e.args)

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Python 断言和异常的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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