0基礎學Python之二十四：異常處理（上）
來自專欄可樂編程
0基礎學Python之二十四：異常處理（上）
Hi 大家好，我是王可樂，歡迎回到我們的零基礎學 Python 課程。學完了可樂前面的課程，相信大家已經對 Python 有了一個基本的認識和掌握。可樂也一直在鼓勵大家跟著我們的課程進行實際操作練習，以熟悉和鞏固學到的知識。
如果你的代碼和數據沒有問題，那麼 Python 就可以幫你運行代碼邏輯，得到結果。然而在實際練習和編碼中，我們經常會遇到發生錯誤和異常的情況。例如在前面的課程中，我們遇到過語法錯誤、名字錯誤、類型錯誤、文件不存在錯誤等等。
很多時候，寫代碼出現錯誤是難免的。今天的課程里，可樂就開始為大家講解一下 Python 中的錯誤；並且教大家發現錯誤、識別和定位錯誤原因，以及用防禦性代碼來處理錯誤。
我們先來看一下語法錯誤。我們說 Python 代碼必須按照規定的語法來書寫，否則就無法運行。例如，我們打開 Python Shell 輸入：
>>> print("Hello World File "<stdin>", line 1 print("Hello World ^SyntaxError: EOL while scanning string literal
出現了錯誤提示。我們看最後一行，可以看到，Python 告訴我們這裡發生了一個語法錯誤，也就是 SyntaxError。然後，Python 用一個向上的小箭頭指向了我們語句中出錯的地方，告訴我們是在 world 一詞的後面出現的錯誤；並且，SyntaxError 冒號後面的錯誤提示說：在掃描字元串時遇到了 EOL。
這裡，EOL 是 End Of Line 的縮寫。因此這個提示的意思就是，Python 正在掃描處理字元串時，錯誤遇到了一個行尾。可樂前面講過，正常的語法里，雙引號包裹的字元串是不能跨行的，除非行尾換行符用轉義字元反斜線轉義。因此，通過認真閱讀 Python 的錯誤提示，我們就可以快速找到出錯的地方。
此外，這個錯誤提示第一行 File stdin, line 1 ，其實是向我們說明了出錯代碼的文件名和行號。這裡，由於可樂在是 Python Shell 里演示的出錯語句，因此文件名顯示是 stdin，它叫做標準輸入。這就是說，出錯的是可樂剛剛從鍵盤輸入到 Shell 上的代碼；由於 Shell 總是從一個新的三大於號符號開始計算行號，因此這裡顯示行號為一。如果我們寫一個 Python 腳本，裡面發生了語法錯誤，那麼 Python 就會顯示這個腳本文件的名字，以及出錯代碼的真正行號了。大家可以自己試一試哦。
語法錯誤一般比較容易發現，也比較容易解決。更多的時候，儘管代碼的語法沒有問題，但是運行起來也會發生錯誤。我們把這種語法正確，但運行時發生的錯誤稱作異常，就是英文的 Exception。實際上，異常是我們寫代碼時遇到的主要錯誤類型。
我們先來看幾個異常的例子，這幾個例子都來自 Python 的官方文檔。
>>> 10 * (1/0) # 出現一個除 0 的異常Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module>ZeroDivisionError: division by zero>>> 4 + spam*3 # 出現一個變數未定義的名字異常Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module>NameError: name spam is not defined>>> 2 + 2 # 由於不能把字元串和數字相加，出現一個類型異常Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module>TypeError: must be str, not int
我們看到，這三行代碼出現了三種不同的異常，分別是 ZeroDivisionError, NameError, 和 TypeError，這三個名字叫做異常的類型。Python 把程序運行中可能出現的異常按照類型來歸類，方便後續對異常的統一處理。實際上，每一個異常的類型都是一個叫做"類"的東西，由於我們的初級課程還沒有涉及面向對象編程的有關知識，可樂就不展開講解了。
異常類型之後，冒號後面，列印的是一行提示性的文字，它們一般提示了異常出現的原因。例如，第一個異常是我們把 0 當作了除數；第二個異常是 spam 這個名字沒有定義；最後一個異常則是由於加號前面是字元串，因此後面也必須使用字元串類型而不是整數類型。
和前面的語法錯誤類似，Python 也指出了錯誤發生時的文件和行號等信息，此外，還有一個錯誤發生的上下文信息，這裡是 <module>，以及錯誤的 Traceback 信息。什麼是 Traceback 和上下文信息呢？我們來看一個例子。首先，我們在 C:colecode 目錄下新建一個 Python 文件，命名為 test_err.py：
def devide(a, b): # 首先，我們定義一個函數，兩個數相除 return a / bprint(devide(1, 0)) # 然後，我們調用上面的函數，計算兩個數相除
保存文件內容，然後我們打開 cmd 終端，cd 切換到 C:colecode，然後輸入 python 空格 test_err.py，回車。
$ python test_err.pyTraceback (most recent call last): File "test_err.py", line 4, in <module> print(devide(1, 0)) File "test_err.py", line 2, in devide return a / bZeroDivisionError: division by zero
可以看到，代碼報了一個除 0 的錯誤。並且提示了兩個出錯的地方，分別是文件的第二行和第四行。什麼意思呢？實際上這裡的兩個出錯的地方展示了代碼的調用關係，而 Traceback 就是沿調用關係回溯的意思。這個出錯信息應該自上而下這麼來閱讀：
- 首先，出錯的地方在第四行，我們看到，這行代碼調用了 devide() 函數；
- 然後，在 devide 函數的內部，實際上是代碼第二行該函數的 return 語句之處報了錯；
- 那麼報了什麼錯呢，除零錯誤；
這樣，我們就找到了錯誤的原因。當然，我們這裡的例子只有兩個層級，錯誤也比較簡單，如果遇到比較複雜的調用關係，就需要大家仔細追溯代碼邏輯，慢慢來尋找問題所在了。這時，這裡的 Traceback 信息就是一個非常有用的線索了。
此外，我們還看到，上述錯誤提示信息的行號後面還有一個 in 某某地方的提示。這個提示叫做上下文提示，例如上面例子的第二行，就提示這裡位於函數 devide 內部；而第四行的 in 後面是 module，這個符號其實就是表示錯誤發生在代碼的最外層。
除了我們前面見到過的這幾個異常類型，Python 中還有相當多其他內置的異常類型。並且，Python 還支持自定義的異常類型，因此各種第三方模塊、框架等也可能有自己獨特的異常類型。
如果你以後編寫自己的代碼，不可避免的會遇到各種各樣的異常。一般來說，遵循可樂上面提到的方法，都能夠找到異常發生的原因，從而想辦法解決它。如果你遇到了從來沒有遇到過的異常，也不用擔心，網路上有相當多的資源可以查詢。例如 Python 的官方文檔、牛客網社區、Stack Overflow 社區等國內外資源。在搜索引擎中搜索你遇到的異常信息，很多時候都能找到異常發生的原因和解決方案。
除了通過修改代碼來解決異常，Python 還支持一種稱作異常捕獲的處理方式。不過，由於時間的關係，可樂今天就先講到這裡。
下一節課里，可樂會為大家介紹 Python 的異常捕獲語法，並且為我們第二課的小遊戲加入異常處理的功能，使它運行更加穩定。敬請期待哦。如果你喜歡我們的課程，歡迎關注我們的公眾號「可樂編程」，同時也請轉發給你的朋友們哦。可樂感謝大家的支持，我們下次課再見！
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