Python异常处理

try...except

摘要：在本节中，你将学习如何使用 Python 的 try...except 语句来优雅地处理异常。

在 Python 中，主要有两种错误：语法错误和异常。

语法错误

当你编写了无效的 Python 代码时，将会出现语法错误。例如：

current = 1
if current < 10
current += 1

如果你尝试运行这段代码，将会出现以下错误：

File "d:/python/try-except.py", line 2if current < 10^
SyntaxError: invalid syntax

在这个例子中，由于 if 语句后面缺少冒号（:），Python 解释器检测到了该错误。

Python 解释器会显示发生错误的文件名和行号，以便你进行修正。

异常

即使你的代码语法有效，在执行过程中也可能导致错误。

在 Python 中，执行期间发生的错误称为异常。异常的成因主要来自代码执行的环境。例如：

• 读取一个不存在的文件。
• 连接一个离线的远程服务器。
• 用户输入错误。

当发生异常时，程序不会自动处理它。这会导致出现错误消息。

例如，以下程序用于计算销售增长率：

# get input net sales
print('Enter the net sales for')previous = float(input('- Prior period:'))
current = float(input('- Current period:'))# calculate the change in percentage
change = (current - previous) * 100 / previous# show the result
if change > 0:result = f'Sales increase {abs(change)}%'
else:result = f'Sales decrease {abs(change)}%'print(result)

其工作原理：

• 首先，提示用户输入两个数字：上一期和当期的净销售额。
• 然后，计算销售增长率（百分比）并显示结果。

当你运行该程序并输入120'作为当期净销售额时，Python 解释器将输出以下内容：

Enter the net sales for
- Prior period:100
- Current period:120'
Traceback (most recent call last):File "d:/python/try-except.py", line 5, in <module>current = float(input('- Current period:'))
ValueError: could not convert string to float: "120'"

Python 解释器显示了一个包含异常详细信息的回溯信息：

• 导致异常的源代码文件路径（d:/python/try-except.py）。
• 导致异常的确切代码行（第 5 行）。
• 导致异常的语句：current = float(input('- Current period:'))。
• 异常类型：ValueError。
• 错误消息：ValueError: could not convert string to float: "120'"（无法将字符串 120' 转换为浮点数）。

由于 float() 无法将字符串 120' 转换为数字，因此 Python 解释器抛出了 ValueError 异常。

在 Python 中，异常具有不同的类型，例如 TypeError、NameError 等。

处理异常

为了让程序更加健壮，你需要在异常发生时对其进行处理。换句话说，你需要捕获异常并通知用户，以便他们能够修复它。

一个好的处理方法是不要显示 Python 解释器返回的内容。相反，你应该用一个更用户友好的消息来替换那个错误消息。

为此，你可以使用 Python 的 try...except 语句：

try:# code that may cause error
except:# handle errors

try...except 语句的工作原理如下：

• try 子句中的语句首先执行。
• 如果没有发生异常，则跳过 except 子句，try 语句的执行完成。
• 如果 try 子句中的任何语句发生异常，则跳过该子句的其余部分，并执行 except 子句。

以下流程图说明了 try...except 语句：

因此，要使用 try...except 语句处理异常，你可以将可能引发异常的代码放在 try 子句中，而将处理异常的代码放在 except 子句中。

以下是如何重写程序并使用 try...except 语句来处理异常的方法：

try:# get input net salesprint('Enter the net sales for')previous = float(input('- Prior period:'))current = float(input('- Current period:'))# calculate the change in percentagechange = (current - previous) * 100 / previous# show the resultif change > 0:result = f'Sales increase {abs(change)}%'else:result = f'Sales decrease {abs(change)}%'print(result)
except:print('Error! Please enter a number for net sales.')

如果你再次运行该程序，并输入一个非数字形式的净销售额（值），程序将输出你在 except 块中指定的提示信息；

Enter the net sales for
- Prior period:100
- Current period:120'
Error! Please enter a number for net sales.

捕获特定异常

当你将上一期的净销售额输入为零时，你会收到以下信息：

Enter the net sales for
- Prior period:0
- Current period:100
Error! Please enter a number for net sales.

在这种情况下，上一期和当期的净销售额都是数字，但程序仍然输出了一条错误信息。这表明一定发生了另一个异常。

try...except 语句允许你处理特定的异常。要捕获选定的异常，你可以在 except 关键字后指定异常的类型：

try:# code that may cause an exception
except ValueError as error:# code to handle the exception

例如：

try:# get input net salesprint('Enter the net sales for')previous = float(input('- Prior period:'))current = float(input('- Current period:'))# calculate the change in percentagechange = (current - previous) * 100 / previous# show the resultif change > 0:result = f'Sales increase {abs(change)}%'else:result = f'Sales decrease {abs(change)}%'print(result)
except ValueError:print('Error! Please enter a number for net sales.')

当你运行程序并为净销售额输入一个字符串时，你会得到同样的错误信息。

然而，如果你为上一期的净销售额输入零：

Enter the net sales for
- Prior period:0
- Current period:100

……你会得到以下错误信息：

Traceback (most recent call last):File "d:/python/try-except.py", line 9, in <module>change = (current - previous) * 100 / previous
ZeroDivisionError: float division by zero

这次你遇到了 ZeroDivisionError（零除错误）异常。这个除零异常是由以下语句引起的：

change = (current - previous) * 100 / previous

原因是previous为零。

处理多种异常

try...except 结构允许你通过指定多个 except 子句来处理多种异常：

try:# code that may cause an exception
except Exception1 as e1:# handle exception
except Exception2 as e2:# handle exception
except Exception3 as e3:# handle exception 

这使你能够针对每种异常类型做出不同的响应。

如果你希望对某些类型的异常做出相同的响应，可以将它们归为一个 except 子句中：

try:# code that may cause an exception
except (Exception1, Exception2):# handle exception

以下示例展示了如何使用 try...except 来处理 ValueError 和 ZeroDivisionError 异常：

try:# get input net salesprint('Enter the net sales for')previous = float(input('- Prior period:'))current = float(input('- Current period:'))# calculate the change in percentagechange = (current - previous) * 100 / previous# show the resultif change > 0:result = f'Sales increase {abs(change)}%'else:result = f'Sales decrease {abs(change)}%'print(result)
except ValueError:print('Error! Please enter a number for net sales.')
except ZeroDivisionError:print('Error! The prior net sales cannot be zero.')

当为上一期的净销售额输入零时：

Enter the net sales for
- Prior period:0
- Current period:120

……你会得到以下错误：

Error! The prior net sales cannot be zero.

通过在异常处理列表的末尾放置except Exception来捕获其他一般性错误，是一种良好的做法；

try:# get input net salesprint('Enter the net sales for')previous = float(input('- Prior period:'))current = float(input('- Current period:'))# calculate the change in percentagechange = (current - previous) * 100 / previous# show the resultif change > 0:result = f'Sales increase {abs(change)}%'else:result = f'Sales decrease {abs(change)}%'print(result)
except ValueError:print('Error! Please enter a number for net sales.')
except ZeroDivisionError:print('Error! The prior net sales cannot be zero.')
except Exception as error:print(error)

总结

• 使用 Python 的 try...except 语句优雅地处理异常。
• 在 except 块中尽可能使用特定的异常类型。
• 使用 except Exception 语句来捕获其他异常。

try…except…finally

摘要：在本节中，你将学习 Python 的 try...except...finally 语句。

Python try…except…finally 语句介绍

try...except 语句允许你在 try 子句中捕获一个或多个异常，并在 except 子句中对每个异常进行处理。

try...except 语句还包含一个可选的子句，称为 finally：

try:# code that may cause exceptions
except:# code that handle exceptions
finally:# code that clean up

finally 子句无论是否发生异常都会执行。并且它会在 try 子句以及所有 except 子句执行之后执行。

以下流程图展示了 try...except...finally 子句的执行逻辑：

try…except…finally 语句示例

以下示例使用了 try...except...finally 语句：

a = 10
b = 0try:c = a / bprint(c)
except ZeroDivisionError as error:print(error)
finally:print('Finishing up.')

输出：

division by zero
Finishing up.

在此示例中，try 子句引发了 ZeroDivisionError 异常，except 和 finally 子句均会执行。

以下示例中的 try 子句未引发错误。因此，try 和 finally 子句中的所有语句均会执行：

a = 10
b = 2try:c = a / bprint(c)
except ZeroDivisionError as error:print(error)
finally:print('Finishing up.')

输出：

5.0
Finishing up.

try…finally 语句

try...except...finally 语句中的 except 子句是可选的。因此，你可以这样写：

try:# the code that may cause an exception
finally:# the code that always executes

通常情况下，当无法处理异常，但希望清理资源（例如关闭已打开的文件）时，会使用该语句。

总结

• 使用 Python 的 try...except...finally 语句，无论是否发生异常，均可执行代码块。
• 使用 finally 子句清理资源，例如关闭文件。

try…except…else

摘要：在本教程中，你将学习如何使用 Python 的 try...except...else 语句。

Python try…except…else 语句介绍

try 语句有一个可选的 else 子句，其语法如下：

try:# code that may cause errors
except:# code that handle exceptions
else:# code that executes when no exception occurs

try...except...else 语句的工作原理如下：

• 如果 try 子句中发生异常，Python 会跳过 try 子句中的其余语句，并执行 except 语句。
• 如果 try 子句中没有发生异常，则执行 else 子句。
• 当包含 finally 子句时，else 子句会在 try 子句之后、finally 子句之前执行。

Python try…except…else 语句示例

以下是一些使用 try...except...else 语句的示例。

1) 使用 try…except…else 语句进行流程控制

以下示例说明了如何使用 try...except...else 子句开发一个计算身体质量指数（BMI）的程序。

首先，定义一个根据身高和体重计算 BMI 的函数：

def calculate_bmi(height, weight):""" calculate body mass index (BMI) """return weight / height**2

第二，定义另一个用于评估 BMI 的函数：

def evaluate_bmi(bmi):""" evaluate the bmi """if 18.5 <= bmi <= 24.9:return 'healthy'if bmi >= 25:return 'overweight'return 'underweight'

第三，定义一个新的 main() 函数，该函数提示用户输入身高和体重，并打印出 BMI 结果：

def main():try:height = float(input('Enter your height (meters):'))weight = float(input('Enter your weight (kilograms):'))except ValueError as error:print('Error! please enter a valid number.')else:bmi = round(calculate_bmi(height, weight), 1)evaluation = evaluate_bmi(bmi)print(f'Your body mass index is {bmi}')print(f'This is considered {evaluation}!')

main() 函数使用 try...except...else 语句来控制其流程。如果你输入的身高和体重无法转换为数字，将会引发 ValueError 异常。

如果没有发生异常，else 子句将会执行。它会计算 BMI 指数并显示评估结果。

将所有代码整合在一起：

def calculate_bmi(height, weight):""" calculate body mass index (BMI) """return weight / height**2def evaluate_bmi(bmi):""" evaluate the bmi """if 18.5 <= bmi <= 24.9:return 'healthy'if bmi >= 25:return 'overweight'return 'underweight'def main():try:height = float(input('Enter your height (meters):'))weight = float(input('Enter your weight (kilograms):'))except ValueError as error:print(error)else:bmi = round(calculate_bmi(height, weight), 1)evaluation = evaluate_bmi(bmi)print(f'Your body mass index is {bmi}')print(f'This is considered {evaluation}!')main()

2) 使用 Python 的 try…except…else 和 finally 示例

如果 try 子句中没有发生异常，else 子句会在 finally 子句之前执行。

以下示例展示了如何使用 try...except...else...finally 子句：

fruits = {'apple': 10,'orange': 20,'banana': 30
}key = None
while True:try:key = input('Enter a key to lookup:')fruit = fruits[key.lower()]except KeyError:print(f'Error! {key} does not exist.')except KeyboardInterrupt:breakelse:print(fruit)finally:print('Press Ctrl-C to exit.')

工作原理：

• 首先，定义一个包含三个元素的 fruits 字典。
• 其次，使用 while 循环反复获取用户输入。循环会在用户按下 Ctrl+C 时停止。
• 第三，在 while 循环内部使用 try...except...else...finally 子句。我们使用用户输入在字典中查找元素。

如果键不存在，会引发 KeyError 异常，except 子句将执行。

如果用户按下 Ctrl+C，会引发 KeyboardInterrupt 异常，执行 break 语句以终止循环。

如果在 fruits 字典中找到了键，程序会打印出找到的元素。

finally 子句总是会执行。它会向用户显示提示，告知他们应按下 Ctrl+C 退出。

总结

• 使用 Python 的 try...except...else 语句可以在发生异常时为程序提供一种控制流程的方式。
• 如果没有在 try 子句中发生异常，else 子句将执行。
• 如果是这样，else 子句会在 try 子句之后、finally 子句之前执行。