Python 异常处理

Python 异常是什么？

在之前的 Python 学习中，经常可以看到程序运行后会出现各种报错，举个简单的例子。

>>> print(a)
Traceback (most recent call last):
  File '<pyshell#0>', line 1, in <module>
    print(a)
NameError: name 'a' is not defined

这种情况，小伙伴们是不是感到很熟悉呢？当检测到一个 bug（即错误）时，Python 解释器就无法继续执行了，反而出现了一些错误的提示，这就是所谓的 “异常” 。程序产生异常时，首先会打印错误信息，然后中断程序的运行。

Python 中的异常，其实是一个事件，这个事件会在程序运行过程中发生。一般情况下，Python 无法正常处理程序时就会发生异常。Python 中的每一个异常都是一些类的实例，因此我们可以使用对应的方法进行捕获，使得错误可以被处理，而不是让整个程序失败。

对于一些简单的程序来说，是否对异常进行处理，并不显得那么重要。但是随着代码量的增加，比如在一个大型程序中发生异常，如果没有做恰当的处理，就很可能导致整个程序崩溃。由于程序崩溃了，你也崩溃了，最后 boss（老板）也崩溃了。

Python 常见异常

了解常见的 Python 异常，可以帮助我们快速地判断该异常是什么，以便更快地解决异常。在 Python 中，常见的异常如下表所示。

Python 常见异常
异常	说明
ValueError	值的类型或范围不符合
NameError	变量不存在
AttributeError	属性不存在
KeyError	键不存在
SyntaxError	语法错误
TypeError	类型错误
ZeroDivisionError	除数为 0
IndexError	索引超出范围
IOError	输入输出异常

对于表中这些异常，你不需要记住，但是要尽量认得。事实上，除了上表列出的这些，Python 还有很多其他的异常，如果你是刚开始接触 Python，只需要掌握上面这些就够了。

1. ValueError 异常

当传递给函数或方法的参数值不符合预期类型或范围时，就会抛出 NameError 异常，例如：

>>> int('abc')
Traceback (most recent call last):
  File "D:\my-test\python-test\test.py", line 1, in <module>
    int('abc')
ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'abc'

2. NameError 异常

当尝试访问一个不存在的变量时，就会抛出 NameError 异常，例如：

>>> print(a)
Traceback (most recent call last):
  File '<pyshell#13>', line 1, in <module>
    print(a)
NameError: name 'a' is not defined

3. AttributeError 异常

当尝试访问对象一个不存在的属性时，就会抛出 AttributeError 异常，例如：

>>> colors = []
>>> print(colors.name)
Traceback (most recent call last):
  File '<pyshell#3>', line 1, in <module>
    colors.name
AttributeError: 'list' object has no attribute 'name'

4. KeyError 异常

当尝试访问字典中一个不存在的键时，就会抛出 KeyError 异常，例如：

>>> nums={'one': 1, 'two': 2, 'three': 3}
>>> print(nums['four'])
Traceback (most recent call last):
  File '<pyshell#14>', line 1, in <module>
    print(dict['four'])
KeyError: 'four'

5. SyntaxError 异常

当 Python 语法发生错误时，就会抛出 SyntaxError 异常，例如：

>>> students=['Jack': 1001]
SyntaxError: invalid syntax

对于字典，我们应该使用大括号 “{}” ，而这里却使用中括号 “[]” ，因此会抛出 SyntaxError 异常。

6. TypeError 异常

当对不同类型的数据进行计算时，就会抛出 TypeError 异常，例如：

>>> print(1 + '2')
Traceback (most recent call last):
  File '<pyshell#16>', line 1, in <module>
    print(1+'2')
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'

7. ZeroDivisionError 异常

我们都知道，除数是不能为 0 的，否则会抛出 ZeroDivisionError 异常，例如：

>>> result = 666 / 0
Traceback (most recent call last):
  File '<pyshell#17>', line 1, in <module>
    result=666/0
ZeroDivisionError: division by zero

8. IndexError 异常

当索引超出序列（列表、元组、字符串）的范围时，就会抛出 IndexError 异常，例如：

>>> nums = [1, 2, 3, 4, 5]
>>> print(nums[8])
Traceback (most recent call last):
  File '<pyshell#5>', line 1, in <module>
    print(nums[8])
IndexError: list index out of range

9. IOError 异常

IOError 指的是系统输入输出时产生的异常，例如打开一个不存在的文件就会引发 FileNotFoundError。这个 FileNotFoundError 就是 IOError 的子类，例如：

>>> file = open(r'D:\hello.txt')
Traceback (most recent call last):
  File '<pyshell#0>', line 1, in <module>
    file=open(r'D:\hello.txt')
FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: 'D:\\hello.txt'

Python 处理异常

程序员之间流传着一个老笑话：“写代码占了编程工作量的 90%，而调试 bug 占了剩余工作量的 90%。” bug 是比较恼人的，如果一个大型程序出现难以排查的 bug，很可能让你几天都夜不能寐。

前面了解了常见的异常，接下来几节中将介绍一些有用的技巧，以帮助你更快、更容易地处理这些 “异常（bug）”。

关于 “bug” 的故事

可能你会觉得很奇怪，为什么会使用 “bug（小虫子）”（如下图所示）这个单词来形容程序中出现的错误呢？其实这来源于计算机先驱 Grace Murray Hopper 的故事。

Python 异常

1946 年，当 Hopper 退役后，她加入了哈佛大学计算实验室，在那里她继续研究计算机 Mark II 和 Mark III。在研究过程中，她发现了 Mark II 中的一个错误，而这个错误是一只小虫子（其实是飞蛾）被困在继电器中所导致的。而后，这个 “bug” 被霍珀小心翼翼地移下继电器，并用胶带粘到了日志簿上，成为了计算机的第一个 “bug”。