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Python(9)异常、Pycharm调试异常

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我是靠谱客的博主 友好高山，最近开发中收集的这篇文章主要介绍Python(9)异常、Pycharm调试异常，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

文章目录

  • 异常
    • 异常机制本质
    • 异常解决的关键：定位
    • try...一个 except 结构
    • try...多个 except 结构
    • try...except...else 结构
    • try...except...finally 结构
    • return 语句和异常处理问题
    • 常见异常的解决
    • 常见异常汇总
    • with 上下文管理
    • traceback 模块
    • 自定义异常类
    • Pycharm 开发环境的调试

异常

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;我们的程序在运行着，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。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：

#伪代码 使用 if 处理程序中可能出现的各种情况 
#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：

  1. 逻辑代码和错误处理代码放一起!
  2. 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)：

#将 d:/a.txt 拷贝到 e:盘 
try:
	copyFile("d:/a.txt","e:/a.txt") #可能出现问题的代码
except: 
	print("文件无法拷贝")

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：
在这里插入图片描述

a=1/0
'''result:
D:anaconda3python.exe C:/Users/Ranio/Desktop/ceshi.py #解释器在D盘，出错的文件是ceshi.py
Traceback (most recent call last): #Traceback追溯，追根溯源。most recent call last最后一次调用。
  File "C:/Users/Ranio/Desktop/ceshi.py", line 1, in <module>
    a=1/0
ZeroDivisionError: division by zero

Process finished with exit code 1 #with exit code 1表示碰到异常，with exit code 0表示正常执行结束
'''

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：

  1. 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。
  2. 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。

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。往往最下面的那个错误是根本出错的地方。

def a():
    num = 1/0

def b():
    a()

def c():
    b()

c()
'''result:
Traceback (most recent call last): 
File "C:/Users/Administrator/PycharmProjects/mypro_exception/my01.py", line 17, in <module> 
c() 
File "C:/Users/Administrator/PycharmProjects/mypro_exception/my01.py", line 12, in c 
b() 
File "C:/Users/Administrator/PycharmProjects/mypro_exception/my01.py", line 7, in b 
a() 
File "C:/Users/Administrator/PycharmProjects/mypro_exception/my01.py", line 3, in a 
num = 1/0 
ZeroDivisionError: division by zero

Process finished with exit code 1
'''

try…一个 except 结构

try…except 是最常见的异常处理结构。结构如下：
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 except 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

print("step0")
try:
    print("step1")
    a = 3/0 
    #a = 3/2
    print("step2")
except BaseException as e: #指明异常类型
    print("step3")
    print(e) #打印异常
    print(type(e)) #打印异常的类型
print("end!!!!")
'''result:
step0
step1
step3
division by zero 
<class 'ZeroDivisionError'>
end!!!!
#若a=3/2，则不触发exception：
step0
step1
step2
end!!!!
'''

#coding=utf-8
#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。

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！")
'''result:
请输入一个数字97
输入的数字： 97
请输入一个数字85
输入的数字： 85
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！
'''

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：
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

#coding=utf-8
#测试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)
'''result:
请输入一个被除数：97
请输入一个除数：85
1.1411764705882352
#############有异常的情况
请输入一个被除数：85
请输入一个除数：0
异常。不能除以0
'''

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。

#coding=utf-8
#测试try...except...else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)
print("程序结束！")
'''result:
请输入一个被除数：97
请输入一个除数：85
1.1411764705882352
程序结束！
#############有异常的情况
请输入一个被除数：85
请输入一个除数：0
float division by zero
程序结束！
'''

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。

#coding=utf-8
#测试finally
try:
    f = open("d:/adddd.txt","r") #打开一个文件，只读模式
    content = f.readline() #content是读取一行文件得到的内容
    print(content)
except:
    print("文件未找到")
finally:
    print("run in finally。关闭资源")
    f.close() #若是这样的话，因为try时，没有找到文件，所以f没有赋值，到此就会报错，程序不会继续运行print("程序执行结束！")。因此要在这里再增加一个try结构
print("程序执行结束！")
'''result:
文件未找到
run in finally。关闭资源
Traceback (most recent call last):
  File "D:/Download/1_异常/异常源代码/my07.py", line 12, in <module>
    f.close()
NameError: name 'f' is not defined

Process finished with exit code 1
'''

文件未找到
#coding=utf-8
#测试finally

try:
    f = open("d:/adddd.txt","r") #打开一个文件，只读模式
    content = f.readline() #content是读取一行文件得到的内容
    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！")
'''result:
run in finally。关闭资源
name 'f' is not defined
程序执行结束！
'''

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。

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())
'''result:
step1 
step2
异常：0 不能做除数 
step4 
step5 
e
'''

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。

  1. SyntaxError：语法错误
    int a=85
        ^
SyntaxError: invalid syntax
#因为python中不用声明变量类型，直接写a=85即可
  1. NameError：尝试访问一个没有申明的变量
    print(a)
NameError: name 'a' is not defined
  1. ZeroDivisionError：除数为 0 错误（零除错误）
    a=3/0
ZeroDivisionError: division by zero
  1. ValueError：数值错误
    float('yi')
ValueError: could not convert string to float: 'yi'
  1. TypeError：类型错误
    85+'yi'
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'
  1. AttributeError：访问对象的不存在的属性
    a.say_hi
AttributeError: 'int' object has no attribute 'say_hi'
  1. IndexError：索引越界异常
    a[10]
IndexError: list index out of range
  1. KeyError：字典的关键字不存在
    a['salary']
KeyError: 'salary'

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
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

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：
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。

#coding=utf-8
#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。方便我们在文件管理、网络通信时的开发）

with open("d:/a.txt","r") as f:
    content = f.readline()
    print(content)

print("程序执行结束！")

traceback 模块

#coding=utf-8
#测试trackback模块的使用
import traceback

try:
    print("step1")
    num = 1/0
except:
    traceback.print_exc()

'''result:
step1 
Traceback (most recent call last): 
	File "C:/Users/Administrator/PycharmProjects/mypro_exception/my01.py", line 7, in <module> 
		num = 1/0 
ZeroDivisionError: division by zero 
Process finished with exit code 0
'''

#coding=utf-8
#将异常信息输出到指定的文件中
import traceback
try:
    print("step1")
    num = 1/0
except:
    with open("d:/a.txt","a") as f:
        traceback.print_exc(file=f)

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 语句抛出。

#coding=utf-8
#测试自定义异常类

class AgeError(Exception):  #继承Exception
    def __init__(self,errorInfo): #通常需要重写下构造器
        Exception.__init__(self)  #调用父类构造器
        self.errorInfo = errorInfo
    #以上三行基本时固定模式
    def __str__(self): #一般需要重写下这个方法，因为报错时需要调用它显示错误信息
        return str(self.errorInfo)+",年龄错误！应该在1-150之间"


############测试代码################
#之前写的代码都是我们在这直接调用，但现在写的这个类是有可能被别人（用户）调用，所以要判断一下
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) #抛出异常
    else:
        print("正常的年龄：",age)
'''result:
输入一个年龄:200
Traceback (most recent call last):
  File "D:/BaiduNetdiskDownload/1_异常/异常源代码/my10.py", line 18, in <module>
    raise AgeError(age) #抛出异常
__main__.AgeError: 200,年龄错误！应该在1-150之间
'''

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。
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。

  1. 设置断点：
    (1) 在行号后面单击即可增加断点
    在这里插入图片描述

(2) 在断点上再单击即可取消断点 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：在这里插入图片描述
(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：
在这里插入图片描述
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。 也可以通过在这里插入图片描述 ，增加要观察的变量。
调试操作区:
在这里插入图片描述
我们通过上图中的按钮进行调试操作，它们的含义如下：
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

最后

以上就是友好高山为你收集整理的Python(9)异常、Pycharm调试异常的全部内容，希望文章能够帮你解决Python(9)异常、Pycharm调试异常所遇到的程序开发问题。

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