开篇

本期介绍Python的异常处理方法。

为什么需要做异常处理

看下面的函数：

1
2
def div(a,b):
    return a/b

这个函数用于求解两数相除的结果

我们可以调用它：

1
2
3
4
5
6
7
8

#求解1/2
>>> div(1,2)
0.5

#求解3/4
>>> div(3,4)
0.75

程序貌似没问题

但是我们知道，除数是不能为0的，现在来尝试让除数为0：

1
2
3
4
5
6
7
>>> div(1,0)
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#2>", line 1, in <module>
    div(1,0)
  File "C:/Users/fanxi/Desktop/swe.py", line 2, in div
    return a/b
ZeroDivisionError: division by zero

毫无疑问，程序报错了！

报错信息也很明显：ZeroDivisionError: division by zero

我们的除数为0，所以报错。

你可能会说：那就控制除数不为0就好了呀，每次计算时都不要让除数为0，这样就不会出错了。

可以，但是，对于大量待计算对的数据来说，人为控制是不现实的，因为数据量太大。

比如将被除数与除数组成一个列表，作为一个整体元素[被除数，除数]，总共10万个这样的小列表，将它们一起嵌套在一个大列表中。

就像下面这样：


其中的被除数与除数均是如下方式随机生成的：

1
2
3
4
5
import random
#生成-50到50之间的随机整数
a=random.randint(-50,50)
#生成-100到100之间的随机整数
b=random.randint(-100,100)

现在将上面的叙述写成代码：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
#定义函数
def div(a,b):
    return a/b

import random
#生成随机整数作为除数与被除数，
#并分别存入列表a与列表b
a=[random.randint(-50,50) for i in range(100000)]
b=[random.randint(-100,100) for i in  range(100000)]

#使用`for`循环批量调用`100000`次`div()`函数
for i in range(100000):
    result=div(a[i],b[i])
    print(result)

刚开始程序正常执行并打印计算结果：


但是在执行若干步之后，会遇到除数为0的情况，程序立马崩溃：


之后还有很多没有来的及计算，而我们希望能够完成全部的除法运算，因此，需要引入异常处理。

引入异常处理可以让程序即使出现了除数为0，也不会中断，而是可以继续执行后面的除法运算，最终完成全部的计算。

那怎么实现呢？

别着急，接下来就看一下异常处理的方法~

如何实现异常处理

最简单的是使用try..except...

还是用除法的例子，我们引入异常处理，为了方便观察，我们把随机整数的生成区间改小，代码可以这样写：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
def div(a,b):
    try:
        return a/b
    except:
        return '有错误，自动忽略本条计算'


import random

a=[random.randint(-5,5) for i in range(100000)]
b=[random.randint(-1,1) for i in  range(100000)]

for i in range(100000):
    result=div(a[i],b[i])
    print(result)

运行上述代码，当遇到除数为0，将打印’有错误，自动忽略本条计算’，程序并不会崩溃，而会继续向下执行：


你可能会发现，上面的异常处理方式只是告诉我们有错误，但是具体是什么错误呢？

可以使用多个except语句来设置遇到相应错误之后的提示信息。

那具体怎么操作呢？

先别着急，在学习这个之前，你首先需要了解Python内置的错误类型：

1
2
3
4
5
6
7
ZeroDivision Error
FileNotFoundError
FileExistsError
ValueError
KeyError
SyntaxError
IndexError

我们刚刚遇到的就是第一个错误：ZeroDivision Error

现在设置两个错误类型，看一下会不会如我们所想那样报“除数为0”的错误：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
def div(a,b):
    try:
        return a/b
    except SyntaxError:
        return '语法错误'
    except ZeroDivisionError:
        return '除数为0，忽略本条计算'


import random

a=[random.randint(-5,5) for i in range(100000)]
b=[random.randint(-1,1) for i in  range(100000)]

for i in range(100000):
    result=div(a[i],b[i])
    print(result)

输出结果：


没错，报错信息指向ZeroDivisionError。

当然，except之后的报错信息也可以不自己指定，此时如果发生了相应的异常，会打印出Python自带的异常提示信息，也就是最开始看到的division by zero：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
def div(a,b):
    try:
        return a/b
    except SyntaxError:
        return '语法错误'
    except ZeroDivisionError as e:
        return e


import random

a=[random.randint(-5,5) for i in range(100000)]
b=[random.randint(-1,1) for i in  range(100000)]

for i in range(100000):
    result=div(a[i],b[i])
    print(result)

此时的输出结果如下：


以上便是try...except...的基本用法。

你还可以指定在程序不发生异常，也就是正常运行结束（一次也不执行except中的语句）之后的动作，这会用到try...except...else...。

还是举个除法的栗子:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
def div(a,b):
    try:
        print(a/b)
    except SyntaxError:
        print('语法错误')
    except ZeroDivisionError as e:
        print(e)
    else:
        print('程序正常结束，这太棒啦！')

开始调用：

1
2
3
4
5
6
>>> div(1,2)
0.5
程序正常结束，这太棒啦！
>>> div(2,3)
0.6666666666666666
程序正常结束，这太棒啦！

此时，除数不为0，程序正常结束运行，最后执行else中的语句。

而如果除数为0，那else后的语句将不会被执行：

1
2
>>> div(12,0)
division by zero

你可能还会想：在引入异常处理后，不管程序是正常运行结束，还是产生了异常而执行了except中的对应语句，我都希望在程序最终结束时执行一些指定的语句，这个应该怎么办呢？

简单！Python提供了finally关键字，在其后面书写你指定的代码语句即可，这些代码总是在程序结束（无论是否产生异常）后自动运行。接着看除法的栗子：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
def div(a,b):
    try:
        print(a/b)
    except SyntaxError:
        print('语法错误')
    except ZeroDivisionError as e:
        print(e)
    else:
        print('程序正常结束，这太棒啦！')

    finally:
        print('程序运行结束。')

我们设置了finally，此时无论程序如何结束运行，都会在最后打印 ‘程序运行结束。’ 

1
2
3
4
5
6
7
8
9
>>> div(1,2)
0.5
程序正常结束，这太棒啦！
程序运行结束。


>>> div(2,0)
division by zero
程序运行结束。

以上便是异常处理的基本方式，掌握这些已经能满足一般的需求了。