简介
和其他的语言一样，Python 中也有异常和错误。在 Python 中，所有异常都是 BaseException 的类的实例。 今天我们来详细看一下 Python 中的异常和对他们的处理方式。
Python 中的内置异常类
Python 中所有异常类都来自 BaseException，它是所有内置异常的基类。
虽然它是所有异常类的基类，但是对于用户自定义的类来说，并不推荐直接继承 BaseException,而是继承 Exception.
先看下 Python 中异常类的结构关系：
BaseException +-- SystemExit +-- KeyboardInterrupt +-- GeneratorExit +-- Exception +-- StopIteration +-- StopAsyncIteration +-- ArithmeticError | +-- FloatingPointError | +-- OverflowError | +-- ZeroDivisionError +-- AssertionError +-- AttributeError +-- BufferError +-- EOFError +-- ImportError | +-- ModuleNotFoundError +-- LookupError | +-- IndexError | +-- KeyError +-- MemoryError +-- NameError | +-- UnboundLocalError +-- OSError | +-- BlockingIOError | +-- ChildProcessError | +-- ConnectionError | | +-- BrokenPipeError | | +-- ConnectionAbortedError | | +-- ConnectionRefusedError | | +-- ConnectionResetError | +-- FileExistsError | +-- FileNotFoundError | +-- InterruptedError | +-- IsADirectoryError | +-- NotADirectoryError | +-- PermissionError | +-- ProcessLookupError | +-- TimeoutError +-- ReferenceError +-- RuntimeError | +-- NotImplementedError | +-- RecursionError +-- SyntaxError | +-- IndentationError | +-- TabError +-- SystemError +-- TypeError +-- ValueError | +-- UnicodeError | +-- UnicodeDecodeError | +-- UnicodeEncodeError | +-- UnicodeTranslateError +-- Warning +-- DeprecationWarning +-- PendingDeprecationWarning +-- RuntimeWarning +-- SyntaxWarning +-- UserWarning +-- FutureWarning +-- ImportWarning +-- UnicodeWarning +-- BytesWarning +-- ResourceWarning
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其中 BaseException，Exception，ArithmeticError，BufferError，LookupError 主要被作为其他异常的基类。
语法错误
在 Python 中，对于异常和错误通常可以分为两类，第一类是语法错误，又称解析错误。也就是代码还没有开始运行，就发生的错误。
其产生的原因就是编写的代码不符合 Python 的语言规范：
>>> while True print('Hello world') File "<stdin>", line 1 while True print('Hello world') ^SyntaxError: invalid syntax
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上面代码原因是 print 前面少了 冒号。
异常
即使我们的程序符合 python 的语法规范，但是在执行的时候，仍然可能发送错误，这种在运行时发送的错误，叫做异常。
看一下下面的异常：
>>> 10 * (1/0)Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module>ZeroDivisionError: division by zero>>> 4 + spam*3Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module>NameError: name 'spam' is not defined>>> '2' + 2Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module>TypeError: Can't convert 'int' object to str implicitly
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异常处理
程序发生了异常之后该怎么处理呢？
我们可以使用 try except 语句来捕获特定的异常。
>>> 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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上面代码的执行流程是，首先执行 try 中的子语句，如果没有异常发生，那么就会跳过 except,并完成 try 语句的执行。
如果 try 中的子语句中发生了异常，那么将会跳过 try 子句中的后面部分，进行 except 的异常匹配。如果匹配成功的话，就会去执行 except 中的子语句。
如果发生的异常和 except 子句中指定的异常不匹配，则将其传递到外部的 try语句中。
一个 try 中可以有多个 except 子句，我们可以这样写：
try: raise cls() except D: print("D") except C: print("C") except B: print("B")
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一个 except 也可以带多个异常：
... except (RuntimeError, TypeError, NameError):... pass
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except 子句还可以省略异常名，用来匹配所有的异常：
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语句有一个可选的 else 子句，在使用时必须放在所有的 except 子句后面。对于在 try 子句不引发异常时必须执行的代码来说很有用。 例如:
for arg in sys.argv[1:]: try: f = open(arg, 'r') except OSError: print('cannot open', arg) else: print(arg, 'has', len(f.readlines()), 'lines') f.close()
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except 可以指定异常变量的名字 instance ，这个变量代表这个异常实例。
我们可以通过 instance.args 来输出异常的参数。
同时，因为异常实例定义了 __str__()，所以可以直接使用 print 来输出异常的参数。而不需要使用 .args。
我们看一个例子：
>>> 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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上面的例子中，我们在 try 字句中抛出了一个异常，并且指定了 2 个参数。
抛出异常
我们可以使用 raise 语句来抛出异常。
>>> raise NameError('HiThere')Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module>NameError: HiThere
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raise 的参数是一个异常，这个异常可以是异常实例或者是一个异常类。
注意，这个异常类必须是Exception的子类。
如果传递的是一个异常类，那么将会调用无参构造函数来隐式实例化：
raise ValueError # shorthand for 'raise ValueError()'
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如果我们捕获了某些异常，但是又不想去处理，那么可以在 except 语句中使用 raise，重新抛出异常。
>>> 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 <module>NameError: HiThere
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异常链
如果我们通过 except 捕获一个异常 A 之后，可以通过 raise 语句再次抛出一个不同的异常类型 B。
那么我们看到的这个异常信息就是 B 的信息。但是我们并不知道这个异常 B 是从哪里来的，这时候，我们就可以用到异常链。
异常链就是抛出异常的时候，使用 raise from 语句：
>>> def func():... raise IOError...>>> try:... func()... except IOError as exc:... raise RuntimeError('Failed to open database') from exc...Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 2, in <module> File "<stdin>", line 2, in funcOSError
The above exception was the direct cause of the following exception:
Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 4, in <module>RuntimeError: Failed to open database
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上面的例子中，我们在捕获 IOError 之后，又抛出了 RuntimeError，通过使用异常链，我们很清晰的看出这两个异常之间的关系。
默认情况下，如果异常是从 except 或者 finally 中抛出的话，会自动带上异常链信息。
如果你不想带上异常链，那么可以 from None 。
try: open('database.sqlite')except IOError: raise RuntimeError from None
Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 4, in <module>RuntimeError
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自定义异常
用户可以继承 Exception 来实现自定义的异常，我们看一些自定义异常的例子：
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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finally
try 语句可以跟着一个 finally 语句来实现一些收尾操作。
>>> try:... raise KeyboardInterrupt... finally:... print('Goodbye, world!')...Goodbye, world!KeyboardInterruptTraceback (most recent call last): File "<stdin>", line 2, in <module>
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finally 子句将作为 try 语句结束前的最后一项任务被执行， 无论 try 中是否产生异常，finally 语句中的代码都会被执行。
如果 finally 子句中包含一个 return 语句，则返回值将来自 finally 子句的某个 return 语句的返回值，而非来自 try 子句的 return 语句的返回值。
>>> def bool_return():... try:... return True... finally:... return False...>>> bool_return()False
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