目录
- [1 导引问题](#1 导引问题)
- [2 异常机制本质](#2 异常机制本质)
-
- [2.1 python 中一切都是对象，异常也采用对象的方式来处理。处理过程：](#2.1 python 中一切都是对象，异常也采用对象的方式来处理。处理过程：)
- [3 解决异常问题的态度](#3 解决异常问题的态度)
- [4 异常解决的关键：定位](#4 异常解决的关键：定位)
- [5 try...一个except 结构](#5 try...一个except 结构)
- [6 try...多个except 结构](#6 try...多个except 结构)
- [7 try...except...else 结构](#7 try...except...else 结构)
- [8 try...except...finally 结构](#8 try...except...finally 结构)
- [9 return 语句和异常处理问题](#9 return 语句和异常处理问题)
- [10 常见异常的解决](#10 常见异常的解决)
- [11 常见异常汇总](#11 常见异常汇总)
- [12 with 上下文管理](#12 with 上下文管理)
- [13 trackback 模块](#13 trackback 模块)
- [14 自定义异常类](#14 自定义异常类)
- [15 Pycharm 开发环境的调试](#15 Pycharm 开发环境的调试)
-
- [15.1 断点](#15.1 断点)
- [15.2 进入调试视图](#15.2 进入调试视图)
- [15.3 调试操作区](#15.3 调试操作区)
1 导引问题
在实际工作中，我们遇到的情况不可能是非常完美的。比如：你写的某个模
块，用户输入不一定符合你的要求;你的程序要打开某个文件，这个文件可能不
存在或者文件格式不对;你要读取数据库的数据，数据可能是空的;我们的程序再
运行着，但是内存或硬盘可能满了等等。
软件程序在运行过程中，非常可能遇到刚刚提到的这些问题，我们称之为
异常，英文是：Exception，意思是例外。遇到这些例外情况，或者叫异常，我
们怎么让写的程序做出合理的处理，而不至于程序崩溃呢?我们本章就要讲解这
些问题。
如果我们要拷贝一个文件，在没有异常机制的情况下，我们需要考虑各种
异常情况，伪代码如下：
【示例6-1】伪代码使用if 处理程序中可能出现的各种情况
python
#将d:/a.txt 拷贝到e:盘
if "d:/a.txt"这个文件存在:
if e 盘的空间大于a.txt 文件长度:
if 文件复制一半IO 流断掉:
停止copy，输出：IO 流出问题！
else:
copyFile("d:/a.txt","e:/a.txt")
else:
print("e 盘空间不够存放a.txt！")
else:
print("a.txt 不存在！")这种方式，有两个坏处：
- 逻辑代码和错误处理代码放一起!
- 程序员本身需要考虑的例外情况较复杂，对程序员本身要求较高!
那么，我们如何解决应对异常情况呢? python 的异常机制给我们提供了方
便的处理方式。如上情况，如果是用python 的异常机制来处理，示意代码如下
(仅限示意，不能运行)：
python
#将d:/a.txt 拷贝到e:盘
try:
copyFile("d:/a.txt","e:/a.txt")
except:
print("文件无法拷贝")2 异常机制本质
异常指程序运行过程中出现的非正常现象，例如用户输入错误、除数为零、需
要处理的文件不存在、数组下标越界等。
所谓异常处理，就是指程序在出现问题时依然可以正确的执行剩余的程序，而
不会因为异常而终止程序执行。
python 中，引进了很多用来描述和处理异常的类，称为异常类。异常类定义中
包含了该类异常的信息和对异常进行处理的方法。下面较为完整的展示了
python 中内建异常类的继承层次：
我们处理一下，遇到的第一个异常：
python
# Traceback 追溯，追根溯源。most recent call last 最后一次调用
a =3/0执行上面程序，控制台打印：
python
Traceback (most recent call last):
File "C:/Users/dell/PycharmProjects/mystudypy400/state02/exc_01.py", line 1, in <module>
a =3/0
ZeroDivisionError: division by zero2.1 python 中一切都是对象，异常也采用对象的方式来处理。处理过程：
- 抛出异常：在执行一个方法时，如果发生异常，则这个方法生成代表该
异常的一个对象，停止当前执行路径，并把异常对象提交给解释器。 - 捕获异常：解释器得到该异常后，寻找相应的代码来处理该异常。
3 解决异常问题的态度
学习完异常相关知识点，只是开始对异常有些认识，不意味着你会调试任何异常；调试
异常，需要大量的经验作为基础。因此，大家不要在此停留，继续往后学习。碰到每个异常，
都要花心思去解决而不要动不动张口问人。通过自己的努力无法解决，再去找老师同学帮助
解决。
解决每一个遇到的异常，建议大家遵循如下三点：
- 不慌张，细看信息，定位错误。看清楚报的错误信息，并定位发生错误的地方。
- 百度并查看十个相关帖子。将异常类信息进行百度，至少查看十个以上的相关帖子。
- 以上两步仍然无法解决，找老师和同学协助解决。
正常情况，自己遵循如上步骤解决30 个以上的错误，就能积累初步的调试经验，以后
遇到的大部分错误都能独立完成。
4 异常解决的关键：定位
当发生异常时，解释器会报相关的错误信息，并会在控制台打印出相关错误信息。我们
只需按照从上到下的顺序即可追溯（Trackback）错误发生的过程，最终定位引起错误的那一
行代码。
【示例】追溯异常发生的过程
python
def a():
num = 1/0
def b():
a()
def c():
b()
c()控制台打印结果：
python
Traceback (most recent call last):
File "C:/Users/dell/PycharmProjects/mystudypy400/state02/exc_01.py", line 13, in <module>
c()
File "C:/Users/dell/PycharmProjects/mystudypy400/state02/exc_01.py", line 11, in c
b()
File "C:/Users/dell/PycharmProjects/mystudypy400/state02/exc_01.py", line 8, in b
a()
File "C:/Users/dell/PycharmProjects/mystudypy400/state02/exc_01.py", line 5, in a
num = 1/0
ZeroDivisionError: division by zero5 try...一个except 结构
try...except 是最常见的异常处理结构。结构如下：
python
try:
被监控的可能引发异常的语句块
except BaseException [as e]:
异常处理语句块try 块包含着可能引发异常的代码，except 块则用来捕捉和处理发生的异常。执行的时
候，如果try 块中没有引发异常，则跳过ecept 块继续执行后续代码；执行的时候，如果try
块中发生了异常，则跳过try 块中的后续代码，跳到相应的except 块中处理异常；异常处理
完后，继续执行后续代码。
遇到异常的执行顺序：
python
# try...一个except 结构
print("step0")
try:
print("step1")
a = 3/0
print("step2")
except BaseException as e:
print("step3")
print(e)
print(type(e))
print("end")运行结果
python
step0
step1
step3
division by zero
<class 'ZeroDivisionError'>
end我们可以看到，程序执行到引发异常的语句时，直接掉到except 异常处理语句块进行
处理；处理完毕后，继续执行下面的程序。
python
# try...一个except 结构
print("step0")
try:
print("step1")
a = 3/2
print("step2")
except BaseException as e:
print("step3")
print(e)
print(type(e))
print("end")如上代码的执行结果是：
python
step0
step1
step2
endtry 语句块没有发生异常，则正常执行完try 块后跳过except 异常处理语句块，继续往
下执行。
【示例】循环输入数字，如果不是数字则处理异常；直到输入88，则结束循环。
python
# 示例：循环输入数字，如果不是数字则处理异常，直到输入88，则循环结束
while True:
try:
x = int(input("请输入一个数字"))
print("输入的数字：",x)
if x == 88:
print("退出程序")
break
except BaseException as e:
print(e)
print("异常，输入的不是一个数字")
print("循环数字输入程序结束")执行结果：
python
请输入一个数字78.2
invalid literal for int() with base 10: '78.2'
异常，输入的不是一个数字
请输入一个数字ddd
invalid literal for int() with base 10: 'ddd'
异常，输入的不是一个数字
请输入一个数字88
输入的数字： 88
退出程序
循环数字输入程序结束6 try...多个except 结构
上面的结构可以捕获所有的异常，工作中也很常见。但是，从经典理论考虑，一般建议
尽量捕获可能出现的多个异常（按照先子类后父类的顺序），并且针对性的写出异常处理代
码。为了避免遗漏可能出现的异常，可以在最后增加BaseException。结构如下：
python
try:
被监控的、可能引发异常的语句块
except Exception1:
处理Exception1 的语句块
except Exception2:
处理Exception2 的语句块
...
except BaseException：
处理可能遗漏的异常的语句块【示例】多个except 结构
python
# try...多个except 结构
try:
a = input("请输入一个被除数：")
b = input("请输入一个除数：")
c = float(a)/float(b)
print(c)
except ZeroDivisionError:
print("异常，不能除以0")
except ValueError:
print("异常，不能将字符串转化成数字")
except NameError:
print("异常，变量不存在")
except BaseException as e:
print(e)执行结果：
python
请输入一个被除数：dd
请输入一个除数：33
异常，不能将字符串转化成数字7 try...except...else 结构
try...except...else 结构增加了"else 块"。如果try 块中没有抛出异常，则执行else 块。如果
try 块中抛出异常，则执行except 块，不执行else 块。
【示例】try...except...else 结构执行测试
python
try:
a = input("请输入被除数：")
b = input("请输入除数：")
c = float(a)/float(b)
except BaseException as e:
print(e)
else:
print("除的结果是：",c)发生异常的执行情况（执行except 块，没有执行else）：
python
请输入被除数：3
请输入除数：0
float division by zero没有发生异常的执行情况（执行完try 块后，执行else）：
python
请输入被除数：3
请输入除数：4
除的结果是： 0.758 try...except...finally 结构
try...except...finally 结构中，finally 块无论是否发生异常都会被执行；通常用来释放try 块中
申请的资源。
【示例】try...except...finally 结构简单测试
python
# try...except...finally 结构
try:
a = input("请输入一个被除数：")
b = input("请输入一个除数：")
c = float(a) / float(b)
except BaseException as e:
print(e)
else:
print(c)
finally:
print("我是finally 中的语句，无论发生异常与否，都执行！")
print("程序结束！")执行结果如下：
python
请输入一个被除数：3
请输入一个除数：0
float division by zero
我是finally 中的语句，无论发生异常与否，都执行！
程序结束！【示例】读取文件，finally 中保证关闭文件资源
python
# 测试finally
try:
f = open("d:/a.txt", "r")
content = f.readline()
print(content)
except:
print("文件未找到")
finally:
print("run in finally. 关闭资源")
try:
f.close()
except BaseException as e:
print(e)
print("程序执行结束！")发生异常的执行结果：
python
文件未找到
run in finally. 关闭资源
name 'f' is not defined
程序执行结束！9 return 语句和异常处理问题
由于return 有两种作用：结束方法运行、返回值。我们一般不把return 放到异常处理结构
中，而是放到方法最后。
【示例】return 和异常结构的正确处理方式
python
def test01():
print("step1")
try:
x = 3/0
# return "a"
except:
print("step2")
print("异常：0 不能做除数")
#return "b"
finally:
print("step4")
#return "d"
print("step5")
return "e" #一般不要将return 语句放到try、except、else、finally 块中，会发生一些意想不到的错误。建议放到方法最后。
print(test01())执行结果：
python
step1
step2
异常：0 不能做除数
step4
step5
e10 常见异常的解决
Python 中的异常都派生自BaseException 类，本节我们测试和列出常见的一些异常，方
便初学者掌握。
- SyntaxError：语法错误
python
int a = 3
int a =3
^
SyntaxError: invalid syntax- NameError：尝试访问一个没有申明的变量
python
print(a)
print(a)
NameError: name 'a' is not defined- ZeroDivisionError：除数为0 错误（零除错误）
python
a = 3/0
a = 3/0
ZeroDivisionError: division by zero- ValueError：数值错误
python
float("gaoqi")
float("gaoqi")
ValueError: could not convert string to float: 'gaoqi'- TypeError：类型错误
python
123+"abc"
123+"abc"
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'- AttributeError：访问对象的不存在的属性
python
a=100
a.sayhi()
a.sayhi()
AttributeError: 'int' object has no attribute 'sayhi'- IndexError：索引越界异常
python
a = [4,5,6]
a[10]
a[10]
IndexError: list index out of range- KeyError：字典的关键字不存在
python
a = {'name':"gaoqi",'age':18}
a['salary']
a['salary']
KeyError: 'salary'11 常见异常汇总
建议大家通读，把异常相关的单词背下来熟悉一下。这样可以克服"畏难情绪"。
| 异常名称 | 说明 |
|---|---|
| ArithmeticError | 所有数值计算错误的基类 |
| AssertionError | 断言语句失败 |
| AttributeError | 对象没有这个属性 |
| BaseException | 所有异常的基类 |
| DeprecationWarning | 关于被弃用的特征的警告 |
| EnvironmentError | 操作系统错误的基类 |
| EOFError | 没有内建输入,到达EOF 标记 |
| Exception | 常规错误的基类 |
| FloatingPointError | 浮点计算错误 |
| FutureWarning | 关于构造将来语义会有改变的警告 |
| GeneratorExit | 生成器(generator)发生异常来通知退出 |
| ImportError | 导入模块/对象失败 |
| IndentationError | 缩进错误 |
| IndexError | 序列中没有此索引(index) |
| IOError | 输入/输出操作失败 |
| KeyboardInterrupt | 用户中断执行(通常是输入^C) |
| KeyError | 映射中没有这个键 |
| LookupError | 无效数据查询的基类 |
| MemoryError | 内存溢出错误(对于Python 解释器不是致命的) |
| NameError | 未声明/初始化对象(没有属性) |
| NotImplementedError | 尚未实现的方法 |
| OSError | 操作系统错误 |
| OverflowError | 数值运算超出最大限制 |
| OverflowWarning | 旧的关于自动提升为长整型(long)的警告 |
| PendingDeprecationWarning | 关于特性将会被废弃的警告 |
| ReferenceError | 弱引用(Weak reference)试图访问已经垃圾回收了的对象 |
| RuntimeError | 一般的运行时错误 |
| RuntimeWarning | 可疑的运行时行为(runtime behavior)的警告 |
| StandardError | 所有的内建标准异常的基类 |
| StopIteration | 迭代器没有更多的值 |
| SyntaxError | Python 语法错误 |
| SyntaxWarning | 可疑的语法的警告 |
| SystemError | 一般的解释器系统错误 |
| SystemExit | 解释器请求退出 |
| TabError Tab | 和空格混用 |
| TypeError | 对类型无效的操作 |
| UnboundLocalError | 访问未初始化的本地变量 |
| UnicodeDecodeError Unicode | 解码时的错误 |
| UnicodeEncodeError Unicode | 编码时错误 |
| UnicodeError Unicode | 相关的错误 |
| UnicodeTranslateError Unicode | 转换时错误 |
| UserWarning | 用户代码生成的警告 |
| ValueError | 传入无效的参数 |
| Warning | 警告的基类 |
| WindowsError | 系统调用失败 |
| ZeroDivisionError | 除(或取模)零(所有数据类型) |
12 with 上下文管理
finally 块由于是否发生异常都会执行，通常我们放释放资源的代码。其实，我们可以通
过with 上下文管理，更方便的实现释放资源的操作。
with 上下文管理的语法结构如下：
python
with context_expr [ as var]：
语句块with 上下文管理可以自动管理资源，在with 代码块执行完毕后自动还原进入该代码之前的
现场或上下文。不论何种原因跳出with 块，不论是否有异常，总能保证资源正常释放。极
大的简化了工作，在文件操作、网络通信相关的场合非常常用。
【示例】with 上下文管理文件操作
python
# 测试with上下文管理（with不是用来取代try...except...finally结构的，只是作为补充。方便我们再文件管理，网络通信的开发）
with open("C:/Users/dell/PycharmProjects/mystudypy400/state02/a.txt", "r") as f:
content = f.readline()
print(content)
print("程序执行结束！")执行结果：
python
abc
程序执行结束！13 trackback 模块
【示例】使用Traceback 模块打印异常信息
python
# 测试trackback模块
import traceback
try:
print("step1")
num = 1/0
except:
traceback.print_exc()运行结果：
python
step1
Traceback (most recent call last):
File "C:/Users/dell/PycharmProjects/mystudypy400/state02/exc_10.py", line 6, in <module>
num = 1/0
ZeroDivisionError: division by zero【示例】使用traceback 将异常信息写入日志文件
python
###########将异常信息输出指定的文件中###########
try:
print("step1")
num = 1/0
except:
with open("C:/Users/dell/PycharmProjects/mystudypy400/state02/b.txt", "a") as f:
traceback.print_exc(file=f)b.txt 文件结果
python
Traceback (most recent call last):
File "C:/Users/dell/PycharmProjects/mystudypy400/state02/exc_10.py", line 13, in <module>
num = 1/0
ZeroDivisionError: division by zero14 自定义异常类
程序开发中，有时候我们也需要自己定义异常类。自定义异常类一般都是运行时异常，通常
继承Exception 或其子类即可。命名一般以Error、Exception 为后缀。
自定义异常由raise 语句主动抛出。
【示例】自定义异常类和raise 语句
python
# 测试自定义异常类
class AgeError(Exception): # 继承Exception
def __init__(self, errorInfo):
Exception.__init__(self) # 为什么要用父类的初始化方法？注释掉好像没有影响
self.errorInfo = errorInfo
def __str__(self):
return str(self.errorInfo)+"，年龄错误！应该在1-150之间"
########测试代码########
if __name__ == "__main__": # 如果为True，则模块是作为独立文件运行，可以执行测试代码
age = int(input("输入一个年龄："))
if age<1 or age>150:
raise AgeError(age)
else:
print("正常的年龄：", age)执行结果如下：
python
输入一个年龄：456
Traceback (most recent call last):
File "C:/Users/dell/PycharmProjects/mystudypy400/state02/exc_11.py", line 14, in <module>
raise AgeError(age)
__main__.AgeError: 456，年龄错误！应该在1-150之间15 Pycharm 开发环境的调试
进行调试的核心是设置断点。程序执行到断点时，暂时挂起，停止执行。就像看视频按
下停止一样，我们可以详细的观看停止处的每一个细节。
15.1 断点
程序运行到此处，暂时挂起，停止执行。我们可以详细在此时观察程序的运行情况，方
便做出进一步的判断。
- 设置断点：
(1) 在行号后面单击即可增加断点
(2) 在断点上再单击即可取消断点
15.2 进入调试视图
我们通过如下三种方式都可以进入调试视图：
(1) 单击工具栏上的按钮：
(2) 右键单击编辑区，点击：debug '模块名'
(3) 快捷键：shift+F9
进入调试视图后，布局如下：
左侧为"浏览帧"：
调试器列出断点处，当前线程正在运行的方法，每个方法对应一个"栈帧"。最上面的
是当前断点所处的方法。
变量值观察区：
调试器列出了断点处所在方法相关的变量值。我们可以通过它，查看变量的值的变化。
也可以通过(加号)，增加要观察的变量。
15.3 调试操作区
我们通过上图中的按钮进行调试操作，它们的含义如下：
| 中文名称 | 英文名称 | 图标和快捷键 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 显示当前所有断点 | show Execution Point | Alt+F10 | |
| 单步调试：遇到函数跳过 | step over | F8 | 若当前执行的是一个函数，则会把这个函数当做整体一步执行完。不会进入这个函数内部 |
| 单步调试：遇到函数进入 | step into | F7 | 若当前执行的是一个函数，则会进入这个函数内部 |
| 跳出函数 | step out | Shift+F8 | 当单步执行到子函数内时，用step out就可以执行完子函数余下部分，并返回到上一层函数 |
| 执行的光标处 | run to cursor | Alt+F9 | 一直执行，到光标处停止，用在循环内部时，点击一次就执行一个循环 |