8. 错误和异常
至今为止还没有进一步的谈论过错误信息，不过在你已经试验过的那些例子中，可能已经遇到过一些。Python 中（至少）有两种错误：语法错误和异常（ syntax errors 和 exceptions ）。
8.1. 语法错误
语法错误，也被称作解析错误，也许是你学习 Python 过程中最常见抱怨:
>>> while True print('Hello world') File "<stdin>", line 1, in ? while True print('Hello world') ^SyntaxError: invalid syntax
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语法分析器指出错误行，并且在检测到错误的位置前面显示一个小“箭头”。 错误是由箭头 前面 的标记引起的（或者至少是这么检测的）： 这个例子中，函数 print() 被发现存在错误，因为它前面少了一个冒号（ ':' ）。 错误会输出文件名和行号，所以如果是从脚本输入的你就知道去哪里检查错误了。
8.2. 异常
即使一条语句或表达式在语法上是正确的，当试图执行它时也可能会引发错误。运行期检测到的错误称为 异常，并且程序不会无条件的崩溃：很快，你将学到如何在 Python 程序中处理它们。然而，大多数异常都不会被程序处理，像这里展示的一样最终会产生一个错误信息:
>>> 10 * (1/0)Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in ?ZeroDivisionError: int division or modulo by zero>>> 4 + spam*3Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in ?NameError: name 'spam' is not defined>>> '2' + 2Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in ?TypeError: Can't convert 'int' object to str implicitly
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错误信息的最后一行指出发生了什么错误。异常也有不同的类型，异常类型做为错误信息的一部分显示出来：示例中的异常分别为 零除错误（ ZeroDivisionError ） ，命名错误（ NameError） 和 类型错误（ TypeError ）。打印错误信息时，异常的类型作为异常的内置名显示。对于所有的内置异常都是如此，不过用户自定义异常就不一定了（尽管这是一个很有用的约定）。标准异常名是内置的标识（没有保留关键字）。
这一行后一部分是关于该异常类型的详细说明，这意味着它的内容依赖于异常类型。
错误信息的前半部分以堆栈的形式列出异常发生的位置。通常在堆栈中列出了源代码行，然而，来自标准输入的源码不会显示出来。
内置的异常 列出了内置异常和它们的含义。
8.3. 异常处理
通过编程处理选择的异常是可行的。看一下下面的例子：它会一直要求用户输入，直到输入一个合法的整数为止，但允许用户中断这个程序（使用 Control-C 或系统支持的任何方法）。注意：用户产生的中断会引发一个 KeyboardInterrupt 异常。
>>> while True:... try:... x = int(input("Please enter a number: "))... break... except ValueError:... print("Oops! That was no valid number. Try again...")...
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try 语句按如下方式工作。
首先，执行 try 子句 （在 try 和 except 关键字之间的部分）。
如果没有异常发生， except 子句 在 try 语句执行完毕后就被忽略了。
如果在 try 子句执行过程中发生了异常，那么该子句其余的部分就会被忽略。
如果异常匹配于 except 关键字后面指定的异常类型，就执行对应的 except 子句。然后继续执行 try 语句之后的代码。
如果发生了一个异常，在 except 子句中没有与之匹配的分支，它就会传递到上一级 try 语句中。
如果最终仍找不到对应的处理语句，它就成为一个 未处理异常，终止程序运行，显示提示信息。
一个 try 语句可能包含多个 except 子句，分别指定处理不同的异常。至多只会有一个分支被执行。异常处理程序只会处理对应的 try 子句中发生的异常，在同一个 try 语句中，其他子句中发生的异常则不作处理。一个 except 子句可以在括号中列出多个异常的名字，例如:
... except (RuntimeError, TypeError, NameError):... pass
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最后一个 except 子句可以省略异常名称，以作为通配符使用。你需要慎用此法，因为它会轻易隐藏一个实际的程序错误！可以使用这种方法打印一条错误信息，然后重新抛出异常（允许调用者处理这个异常):
import sys
try: f = open('myfile.txt') s = f.readline() i = int(s.strip())except OSError as err: print("OS error: {0}".format(err))except ValueError: print("Could not convert data to an integer.")except: print("Unexpected error:", sys.exc_info()[0]) raise
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try ... except 语句可以带有一个 else 子句，该子句只能出现在所有 except 子句之后。当 try 语句没有抛出异常时，需要执行一些代码，可以使用这个子句。例如:
for arg in sys.argv[1:]: try: f = open(arg, 'r') except IOError: print('cannot open', arg) else: print(arg, 'has', len(f.readlines()), 'lines') f.close()
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使用 else 子句比在 try 子句中附加代码要好，因为这样可以避免 try ... except 意外的截获本来不属于它们保护的那些代码抛出的异常。
发生异常时，可能会有一个附属值，作为异常的 参数 存在。这个参数是否存在、是什么类型，依赖于异常的类型。
在异常名（列表）之后，也可以为 except 子句指定一个变量。这个变量绑定于一个异常实例，它存储在 instance.args 的参数中。为了方便起见，异常实例定义了 __str__() ，这样就可以直接访问过打印参数而不必引用 .args。这种做法不受鼓励。相反，更好的做法是给异常传递一个参数（如果要传递多个参数，可以传递一个元组），把它绑定到 message 属性。一旦异常发生，它会在抛出前绑定所有指定的属性。
>>> try:... raise Exception('spam', 'eggs')... except Exception as inst:... print(type(inst)) # the exception instance... print(inst.args) # arguments stored in .args... print(inst) # __str__ allows args to be printed directly,... # but may be overridden in exception subclasses... x, y = inst.args # unpack args... print('x =', x)... print('y =', y)...<class 'Exception'>('spam', 'eggs')('spam', 'eggs')x = spamy = eggs
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对于那些未处理的异常，如果一个它们带有参数，那么就会被作为异常信息的最后部分（“详情”）打印出来。
异常处理器不仅仅处理那些在 try 子句中立刻发生的异常，也会处理那些 try 子句中调用的函数内部发生的异常。例如:
>>> def this_fails():... x = 1/0...>>> try:... this_fails()... except ZeroDivisionError as err:... print('Handling run-time error:', err)...Handling run-time error: int division or modulo by zero
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8.4. 抛出异常
raise 语句允许程序员强制抛出一个指定的异常。例如:
>>> raise NameError('HiThere')Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in ?NameError: HiThere
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要抛出的异常由 raise 的唯一参数标识。它必需是一个异常实例或异常类（继承自 Exception 的类）。
如果你需要明确一个异常是否抛出，但不想处理它，raise 语句可以让你很简单的重新抛出该异常:
>>> try:... raise NameError('HiThere')... except NameError:... print('An exception flew by!')... raise...An exception flew by!Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 2, in ?NameError: HiThere
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8.5. 用户自定义异常
在程序中可以通过创建新的异常类型来命名自己的异常（Python 类的内容请参见 类 ）。异常类通常应该直接或间接的从 Exception 类派生，例如:
>>> class MyError(Exception):... def __init__(self, value):... self.value = value... def __str__(self):... return repr(self.value)...>>> try:... raise MyError(2*2)... except MyError as e:... print('My exception occurred, value:', e.value)...My exception occurred, value: 4>>> raise MyError('oops!')Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in ?__main__.MyError: 'oops!'
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在这个例子中，Exception 默认的 __init__() 被覆盖。新的方式简单的创建 value 属性。这就替换了原来创建 args 属性的方式。
异常类中可以定义任何其它类中可以定义的东西，但是通常为了保持简单，只在其中加入几个属性信息，以供异常处理句柄提取。如果一个新创建的模块中需要抛出几种不同的错误时，一个通常的作法是为该模块定义一个异常基类，然后针对不同的错误类型派生出对应的异常子类:
class Error(Exception): """Base class for exceptions in this module.""" pass
class InputError(Error): """Exception raised for errors in the input.
Attributes: expression -- input expression in which the error occurred message -- explanation of the error """
def __init__(self, expression, message): self.expression = expression self.message = message
class TransitionError(Error): """Raised when an operation attempts a state transition that's not allowed.
Attributes: previous -- state at beginning of transition next -- attempted new state message -- explanation of why the specific transition is not allowed """
def __init__(self, previous, next, message): self.previous = previous self.next = next self.message = message
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与标准异常相似，大多数异常的命名都以 “Error” 结尾。
很多标准模块中都定义了自己的异常，用以报告在他们所定义的函数中可能发生的错误。关于类的进一步信息请参见 类 一章。
8.6. 定义清理行为
try 语句还有另一个可选的子句，目的在于定义在任何情况下都一定要执行的功能。例如:
>>> try:... raise KeyboardInterrupt... finally:... print('Goodbye, world!')...Goodbye, world!KeyboardInterruptTraceback (most recent call last): File "<stdin>", line 2, in ?
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不管有没有发生异常，finally 子句 在程序离开 try 后都一定会被执行。当 try 语句中发生了未被 except 捕获的异常（或者它发生在 except 或 else 子句中），在 finally 子句执行完后它会被重新抛出。 try 语句经由 break ，continue 或 return 语句退 出也一样会执行 finally 子句。以下是一个更复杂些的例子:
>>> def divide(x, y):... try:... result = x / y... except ZeroDivisionError:... print("division by zero!")... else:... print("result is", result)... finally:... print("executing finally clause")...>>> divide(2, 1)result is 2executing finally clause>>> divide(2, 0)division by zero!executing finally clause>>> divide("2", "1")executing finally clauseTraceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in ? File "<stdin>", line 3, in divideTypeError: unsupported operand type(s) for /: 'str' and 'str'
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如你所见， finally 子句在任何情况下都会执行。TypeError 在两个字符串相除的时候抛出，未被 except 子句捕获，因此在 finally 子句执行完毕后重新抛出。
在真实场景的应用程序中，finally 子句用于释放外部资源（文件 或网络连接之类的），无论它们的使用过程中是否出错。
8.7. 预定义清理行为
有些对象定义了标准的清理行为，无论对象操作是否成功，不再需要该对象的时候就会起作用。以下示例尝试打开文件并把内容打印到屏幕上。
for line in open("myfile.txt"): print(line)
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这段代码的问题在于在代码执行完后没有立即关闭打开的文件。这在简单的脚本里没什么，但是大型应用程序就会出问题。with 语句使得文件之类的对象可以 确保总能及时准确地进行清理。
with open("myfile.txt") as f: for line in f: print(line)
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语句执行后，文件 f 总会被关闭，即使是在处理文件中的数据时出错也一样。其它对象是否提供了预定义的清理行为要查看它们的文档。
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