前言

最近在學(xué)習(xí)深度學(xué)習(xí)，已經(jīng)跑出了幾個模型，但Pyhton的基礎(chǔ)不夠扎實，因此，開始補(bǔ)習(xí)Python了，大家都推薦廖雪峰的課程，因此，開始了學(xué)習(xí)，但光學(xué)有沒有用，還要和大家討論一下，因此，寫下這些帖子，廖雪峰的課程連接在這里：廖雪峰
Python的相關(guān)介紹，以及它的歷史故事和運行機(jī)制，可以參見這篇：python介紹
Python的安裝可以參見這篇：Python安裝
Python的運行模式以及輸入輸出可以參見這篇：Python IO
Python的基礎(chǔ)概念介紹，可以參見這篇：Python 基礎(chǔ)
Python字符串和編碼的介紹，可以參見這篇：Python字符串與編碼
Python基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：list和tuple介紹，可以參見這篇：Python list和tuple
Python控制語句介紹：ifelse，可以參見這篇：Python 條件判斷
Python控制語句介紹：循環(huán)實現(xiàn)，可以參見這篇：Python循環(huán)語句
Python數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：dict和set介紹Python數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)dict和set
Python函數(shù)相關(guān)：Python函數(shù)
Python高階特性：Python高級特性
Python高階函數(shù)：Python高階函數(shù)
Python匿名函數(shù)：Python匿名函數(shù)
Python裝飾器：Python裝飾器
Python偏函數(shù)：Python偏函數(shù)
Python模塊：Python模塊
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目錄：

• 前言
• 錯誤、調(diào)試和測試
• 錯誤處理
  • try
  • 調(diào)用棧
  • 拋出錯誤
• err_reraise.py

錯誤、調(diào)試和測試

在程序運行過程中，總會遇到各種各樣的錯誤。
有的錯誤是程序編寫有問題造成的，比如本來應(yīng)該輸出整數(shù)結(jié)果輸出了字符串，這種錯誤我們通常稱之為bug，bug是必須修復(fù)的。
有的錯誤是用戶輸入造成的，比如讓用戶輸入email地址，結(jié)果得到一個空字符串，這種錯誤可以通過檢查用戶輸入來做相應(yīng)的處理。
還有一類錯誤是完全無法在程序運行過程中預(yù)測的，比如寫入文件的時候，磁盤滿了，寫不進(jìn)去了，或者從網(wǎng)絡(luò)抓取數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)突然斷掉了。這類錯誤也稱為異常，在程序中通常是必須處理的，否則，程序會因為各種問題終止并退出。
Python內(nèi)置了一套異常處理機(jī)制，來幫助我們進(jìn)行錯誤處理。
此外，我們也需要跟蹤程序的執(zhí)行，查看變量的值是否正確，這個過程稱為調(diào)試。Python的pdb可以讓我們以單步方式執(zhí)行代碼。
最后，編寫測試也很重要。有了良好的測試，就可以在程序修改后反復(fù)運行，確保程序輸出符合我們編寫的測試

錯誤處理

在程序運行的過程中，如果發(fā)生了錯誤，可以事先約定返回一個錯誤代碼，這樣，就可以知道是否有錯，以及出錯的原因。在操作系統(tǒng)提供的調(diào)用中，返回錯誤碼非常常見。比如打開文件的函數(shù)open()，成功時返回文件描述符（就是一個整數(shù)），出錯時返回-1。
用錯誤碼來表示是否出錯十分不便，因為函數(shù)本身應(yīng)該返回的正常結(jié)果和錯誤碼混在一起，造成調(diào)用者必須用大量的代碼來判斷是否出錯：

def foo():r = some_function()if r==(-1):return (-1)# do somethingreturn rdef bar():r = foo()if r==(-1):print('Error')else:pass

一旦出錯，還要一級一級上報，直到某個函數(shù)可以處理該錯誤（比如，給用戶輸出一個錯誤信息）。
所以高級語言通常都內(nèi)置了一套try…except…finally…的錯誤處理機(jī)制，Python也不例外。

try

讓我們用一個例子來看看try的機(jī)制：

try:print('try...')r = 10 / 0print('result:', r) except ZeroDivisionError as e:print('except:', e) finally:print('finally you die') print('END')

當(dāng)我們認(rèn)為某些代碼可能會出錯時，就可以用try來運行這段代碼，如果執(zhí)行出錯，則后續(xù)代碼不會繼續(xù)執(zhí)行，而是直接跳轉(zhuǎn)至錯誤處理代碼，即except語句塊，執(zhí)行完except后，如果有finally語句塊，則執(zhí)行finally語句塊，至此，執(zhí)行完畢。

上面的代碼在計算10 / 0時會產(chǎn)生一個除法運算錯誤：

try... except: division by zero finally you die END

從輸出可以看到，當(dāng)錯誤發(fā)生時，后續(xù)語句print(‘result:’, r)不會被執(zhí)行，except由于捕獲到ZeroDivisionError，因此被執(zhí)行。最后，finally語句被執(zhí)行。然后，程序繼續(xù)按照流程往下走。

如果把除數(shù)0改成2，則執(zhí)行結(jié)果如下：

try... result: 5 finally... END

由于沒有錯誤發(fā)生，所以except語句塊不會被執(zhí)行，但是finally如果有，則一定會被執(zhí)行（可以沒有finally語句）。

你還可以猜測，錯誤應(yīng)該有很多種類，如果發(fā)生了不同類型的錯誤，應(yīng)該由不同的except語句塊處理。沒錯，可以有多個except來捕獲不同類型的錯誤：

try:print('try...')r = 10 / int('a')print('result:', r) except ValueError as e:print('ValueError:', e) except ZeroDivisionError as e:print('ZeroDivisionError:', e) finally:print('finally...') print('END')

int()函數(shù)可能會拋出ValueError，所以我們用一個except捕獲ValueError，用另一個except捕獲ZeroDivisionError。

此外，如果沒有錯誤發(fā)生，可以在except語句塊后面加一個else，當(dāng)沒有錯誤發(fā)生時，會自動執(zhí)行else語句：

try:print('try...')r = 10 / int('2')print('result:', r) except ValueError as e:print('ValueError:', e) except ZeroDivisionError as e:print('ZeroDivisionError:', e) else:print('no error!') finally:print('finally...') print('END')

Python的錯誤其實也是class，所有的錯誤類型都繼承自BaseException，所以在使用except時需要注意的是，它不但捕獲該類型的錯誤，還把其子類也“一網(wǎng)打盡”。比如：

try:foo() except ValueError as e:print('ValueError') except UnicodeError as e:print('UnicodeError')

第二個except永遠(yuǎn)也捕獲不到UnicodeError，因為UnicodeError是ValueError的子類，如果有，也被第一個except給捕獲了。
Python所有的錯誤都是從BaseException類派生的，常見的錯誤類型和繼承關(guān)系看這里：常見錯誤
使用try…except捕獲錯誤還有一個巨大的好處，就是可以跨越多層調(diào)用，比如函數(shù)main()調(diào)用foo()，foo()調(diào)用bar()，結(jié)果bar()出錯了，這時，只要main()捕獲到了，就可以處理：

def foo(s):return 10 / int(s)def bar(s):return foo(s) * 2def main():try:bar('0')except Exception as e:print('Error:', e)finally:print('finally...')

也就是說，不需要在每個可能出錯的地方去捕獲錯誤，只要在合適的層次去捕獲錯誤就可以了。這樣一來，就大大減少了寫try…except…finally的麻煩。

調(diào)用棧

如果錯誤沒有被捕獲，它就會一直往上拋，最后被Python解釋器捕獲，打印一個錯誤信息，然后程序退出。來看看err.py：

# err.py: def foo(s):return 10 / int(s)def bar(s):return foo(s) * 2def main():bar('0')main()

執(zhí)行，結(jié)果如下：

$ python3 err.py Traceback (most recent call last):File "err.py", line 11, in <module>main()File "err.py", line 9, in mainbar('0')File "err.py", line 6, in barreturn foo(s) * 2File "err.py", line 3, in fooreturn 10 / int(s) ZeroDivisionError: division by zero

出錯并不可怕，可怕的是不知道哪里出錯了。解讀錯誤信息是定位錯誤的關(guān)鍵。我們從上往下可以看到整個錯誤的調(diào)用函數(shù)鏈：

錯誤信息第1行：Traceback (most recent call last):告訴我們這是錯誤的跟蹤信息。第2~3行：File "err.py", line 11, in <module>main()調(diào)用main()出錯了，在代碼文件err.py的第11行代碼，但原因是第9行：File "err.py", line 9, in mainbar('0')調(diào)用bar('0')出錯了，在代碼文件err.py的第9行代碼，但原因是第6行：File "err.py", line 6, in barreturn foo(s) * 2原因是return foo(s) * 2這個語句出錯了，但這還不是最終原因，繼續(xù)往下看：File "err.py", line 3, in fooreturn 10 / int(s)原因是return 10 / int(s)這個語句出錯了，這是錯誤產(chǎn)生的源頭，因為下面打印了：ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero

根據(jù)錯誤類型ZeroDivisionError，我們判斷，int(s)本身并沒有出錯，但是int(s)返回0，在計算10 / 0時出錯，至此，找到錯誤源頭。
出錯的時候，一定要分析錯誤的調(diào)用棧信息，才能定位錯誤的位置。

記錄錯誤

如果不捕獲錯誤，自然可以讓Python解釋器來打印出錯誤堆棧，但程序也被結(jié)束了。既然我們能捕獲錯誤，就可以把錯誤堆棧打印出來，然后分析錯誤原因，同時，讓程序繼續(xù)執(zhí)行下去。

Python內(nèi)置的logging模塊可以非常容易地記錄錯誤信息：

# err_logging.pyimport loggingdef foo(s):return 10 / int(s)def bar(s):return foo(s) * 2def main():try:bar('0')except Exception as e:logging.exception(e)main() print('END')

同樣是出錯，但程序打印完錯誤信息后會繼續(xù)執(zhí)行，并正常退出：

ERROR:root:division by zero Traceback (most recent call last):File "E:/python/example/example_test2.py", line 13, in mainbar('0')File "E:/python/example/example_test2.py", line 9, in barreturn foo(s) * 2File "E:/python/example/example_test2.py", line 6, in fooreturn 10 / int(s) ZeroDivisionError: division by zero END

通過配置，logging還可以把錯誤記錄到日志文件里，方便事后排查。

拋出錯誤

因為錯誤是class，捕獲一個錯誤就是捕獲到該class的一個實例。因此，錯誤并不是憑空產(chǎn)生的，而是有意創(chuàng)建并拋出的。Python的內(nèi)置函數(shù)會拋出很多類型的錯誤，我們自己編寫的函數(shù)也可以拋出錯誤。
如果要拋出錯誤，首先根據(jù)需要，可以定義一個錯誤的class，選擇好繼承關(guān)系，然后，用raise語句拋出一個錯誤的實例：

# err_raise.py class FooError(ValueError):passdef foo(s):n = int(s)if n==0:raise FooError('invalid value: %s' % s)return 10 / nfoo('0')

執(zhí)行，可以最后跟蹤到我們自己定義的錯誤：

Traceback (most recent call last):
File “E:/python/example/example_test3.py”, line 11, in
foo(‘0’)
File “E:/python/example/example_test3.py”, line 8, in foo
raise FooError(‘invalid value: %s’ % s)
FooError: invalid value: 0

只有在必要的時候才定義我們自己的錯誤類型。如果可以選擇Python已有的內(nèi)置的錯誤類型（比如ValueError，TypeError），盡量使用Python內(nèi)置的錯誤類型。最后，我們來看另一種錯誤處理的方式：

err_reraise.py

def foo(s):
n = int(s)
if n==0:
raise ValueError(‘invalid value: %s’ % s)
return 10 / n

def bar():
try:
foo(‘0’)
except ValueError as e:
print(‘ValueError!’)
raise

bar()

在bar()函數(shù)中，我們明明已經(jīng)捕獲了錯誤，但是，打印一個ValueError!后，又把錯誤通過raise語句拋出去了，這不有病么？其實這種錯誤處理方式不但沒病，而且相當(dāng)常見。捕獲錯誤目的只是記錄一下，便于后續(xù)追蹤。但是，由于當(dāng)前函數(shù)不知道應(yīng)該怎么處理該錯誤，所以，最恰當(dāng)?shù)姆绞绞抢^續(xù)往上拋，讓頂層調(diào)用者去處理。好比一個員工處理不了一個問題時，就把問題拋給他的老板，如果他的老板也處理不了，就一直往上拋，最終會拋給CEO去處理。raise語句如果不帶參數(shù)，就會把當(dāng)前錯誤原樣拋出。此外，在except中raise一個Error，還可以把一種類型的錯誤轉(zhuǎn)化成另一種類型：

try:
10 / 0
except ZeroDivisionError:
raise ValueError(‘input error!’)
“`

只要是合理的轉(zhuǎn)換邏輯就可以，但是，決不應(yīng)該把一個IOError轉(zhuǎn)換成毫不相干的ValueError。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Python学习笔记：错误，测试，调试（起）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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