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Python 中的错误和异常

Python 程序的执行过程中，当发生错误时会引起一个事件，该事件被称为异常。例如：

  • 如果程序中有语法错误，会产生 SyntaxError 类型的异常
  • 执行除以 0 的运算，会产生 ZeroDivisionError 类型的异常
  • 打开一个不存在的文件，会产生 IOError 类型的异常

编程中常见的异常类型总结如下：

异常名称描述
ZeroDivisionError除(或取模)零
AssertionError断言语句失败
AttributeError对象没有这个属性
FileNotFoundError文件不存在
ModuleNotFoundError模块不存在
IndexError序列中没有此索引(index)
KeyError映射中没有这个键
NameError未声明/初始化对象
SyntaxErrorPython
IndentationError缩进错误

1. ZeroDivisionError 的出现场景​

进行除法运算时，要求被除数不能是 0，如果被除数是 0，则会产生异常，示例代码如下：

>>> 100 / 0
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ZeroDivisionError: division by zero

  • 在第 4 行，因为被除数是 0，产生 ZeroDivisionError 类型的异常

2. AssertionError 的出现场景​

编写代码时，常常需要在某些特定的位置做出一些假设，假设某些条件为真，Python 使用 assert 语句假设指定条件为真：

assert 布尔表达式

如果布尔表达式为真，assert 语句不做任何事情；如果布尔表达式为假，assert 语句抛出 AssertionError 类型的异常。

编写一个程序 AssertionError.py，功能是计算列表前 n 项元素之和：

def calcSum(list, n):
    assert n <= len(list)

    sum = 0
    for i in range(n):
        sum += list[i]
    print('sum = %d' % sum)

list = [11, 22, 33, 44]    
calcSum(list, 3)
calcSum(list, 5)

  • 在第 1 行，calcSum 计算列表 list 的前 n 项之和
  • 在第 2 行，使用 assert 语句验证参数 n 是否小于等于 list 的长度
    • 正常情况下，n 是小于等于 list 的长度
    • 如果 n 大于 list 的长度，则表示输入参数 n 有错误
  • 在第 9 行，创建一个长度为 4 的列表
    • 在第 10 行，传递参数 n 等于 3，是一个合法的参数
    • 在第 11 行，传递参数 n 等于 5，是一个非法的参数

程序输出结果如下：

sum = 66
Traceback (most recent call last):
  File "AssertionError.py", line 11, in <module>
    calcSum(list, 5)
  File "AssertionError.py", line 2, in calcSum
    assert n <= len(list)
AssertionError

  • 在第 1 行，输出 sum = 66
    • calc(sum, 3) 计算列表前 3 项
    • 结果为 66
  • 在第 7 行，输出 AssertionError
    • calc(sum, 5) 计算列表前 5 项
    • 列表只有 4 项元素
    • 产生 AssertionError 类型的异常

3. AttributeError 的出现场景​

Python 使用 object.property 的形式访问对象的属性，如果没有定义指定名称的属性，则会抛出 AttributeError 类型的异常。

编写程序 AttributeError.py，程序定义了类 Person，Person 包含有两个属性：name 和 age，代码如下：

class Person:
    def \_\_init\_\_(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

tom = Person('tom', 10)
print(tom.name)
print(tom.age)
print(tom.address)

  • 在第 1 行，定义类 Person，Person 包含有两个属性：name 和 age；
  • 在第 6 行，实例化创建一个对象 tom；
    • 属性 name 为 ‘tom’；
    • 属性 age 为 10；
  • 在第 7 行，访问属性 name ；
  • 在第 8 行，访问属性 age；
  • 在第 9 行，访问属性 address，在类 Person 中没有定义该属性。

程序输出结果如下：

tom
10
Traceback (most recent call last):
  File "AttributeError.py", line 9, in <module>
    print(tom.address)
AttributeError: 'Person' object has no attribute 'address'

  • 在第 1 行，输出属性 name 的值；
  • 在第 2 行，输出属性 age 的值；
  • 在第 1 行，属性 address 不存在，产生 AttributeError 类型的异常。

4. FileNotFoundError 的出现场景​

python 使用函数 open(path) 打开指定路径的文件，如果文件不存在，则产生 FileNotFoundError 类型的异常，示例如下：

>> open('non-exist-file')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: 'non-exist-file'

  • 在第 4 行，因为文件 non-exist-file 不存在，产生 FileNotFoundError 类型的异常。

5. ModuleNotFoundError 的出现场景​

python 使用关键字 import module_name 打开导入名称的模块，如果模块不存在，则产生 ModuleNotFoundError 类型的异常，示例如下：

>>> import non_exist_module
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ModuleNotFoundError: No module named 'non\_exist\_module'

  • 在第 4 行，因为模块 non_exist_file 不存在，产生 ModuleNotFoundError 类型的异常

6. IndexError 的出现场景​

在 Python 使用 list[index] 的形式访问列表 list 的指定位置的元素，要求 index:

  • 大于等于 0
  • 小于列表的长度

如果 index 不在合法范围，则产生 IndexError 类型的异常。

>>> list = ['www', 'imooc', 'com']
>>> list[3]
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: list index out of range

  • 在第 1 行，创建长度为 3 的列表；
    • 合法的 index 是 0、1、2；
  • 在第 2 行，index 不在合法范围；
    • 在第 5 行，产生 IndexError 类型的异常。

7. NameError 的出现场景​

Python 在读取变量时，要求变量必须已经定义。如果读取一个尚未定义的变量，会产生 NameError 类型的异常。

>>> variable = 123
>>> print(varible)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'varible' is not defined

  • 在第 1 行，创建变量 variable；
  • 在第 2 行，此处将 variable 错误的拼写成 varible；
    • 变量 varible 还没有创建；
    • 在第 5 行，产生 NameError 类型的异常。

8. SyntaxError 的出现场景​

Python 程序中出现语法错误时，会产生 SyntaxError 类型的异常。编写程序 SyntaxError.py：

if 2>1
    print('2>1 is True')
    print('2>1 is False')

  • 在第 1 行，有一处语法错误，在行尾缺少冒号 :

程序输出结果如下：

  File "SyntaxError.py", line 1
    if 2>1
         ^
SyntaxError: invalid syntax

  • 在第 1 行，File “SyntaxError.py”, line 1
  • 在第 4 行，产生 SyntaxError 类型的异常

9. IndentationError 的出现场景​

Python 程序中出现缩进的语法错误时，会产生 IndentationError 类型的异常。编写程序 IndentationError.py：

if 2>1:
    print('2>1 is True')
  print('2>1 is False')

  • 在第 2 行，缩进为 4 个空格
  • 在第 3 行，缩进为 2 个空格

程序输出结果如下：

  File "IndentationError.py", line 3
    print('2>1 is False')
                        ^
IndentationError: unindent does not match any outer indentation level

  • 在第 4 行，输出 IndentationError；
    • 源程序第 2 行的缩进为 2 个空格；
    • 源程序第 3 行的缩进为 4 个空格；
    • 两者不匹配，产生 IndentationError 类型的异常。

11. Python 的标准异常类型总结​

在上面的小节中讲解了常见的异常类型，Python 中全部的标准的异常类型如下：

异常名称描述
SystemExit解释器请求退出
KeyboardInterrupt用户中断执行(通常是输入^C)
Exception常规错误的基类
StopIteration迭代器没有更多的值
GeneratorExit生成器(generator)发生异常来通知退出
StandardError所有的内建标准异常的基类
ArithmeticError所有数值计算错误的基类
FloatingPointError浮点计算错误
OverflowError数值运算超出最大限制
ZeroDivisionError除(或取模)零
AssertionError断言语句失败
AttributeError对象没有这个属性
EOFError没有内建输入,到达EOF
EnvironmentError操作系统错误的基类
IOError输入/输出操作失败
OSError操作系统错误
WindowsError系统调用失败
ImportError导入模块/对象失败
LookupError无效数据查询的基类
IndexError序列中没有此索引(index)
KeyError映射中没有这个键
MemoryError内存溢出错误(对于Python
NameError未声明/初始化对象
UnboundLocalError访问未初始化的本地变量
ReferenceError弱引用(Weak
RuntimeError一般的运行时错误
NotImplementedError尚未实现的方法
SyntaxErrorPython
IndentationError缩进错误
TabErrorTab
SystemError一般的解释器系统错误
TypeError对类型无效的操作
ValueError传入无效的参数
UnicodeErrorUnicode
UnicodeDecodeErrorUnicode
UnicodeEncodeErrorUnicode
UnicodeTranslateErrorUnicode
DeprecationWarning关于被弃用的特征的警告
FutureWarning关于构造将来语义会有改变的警告
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
RuntimeWarning可疑的运行时行为(runtime
SyntaxWarning可疑的语法的警告
UserWarning用户代码生成的警告