0基礎學Python之二十五：異常處理（下）

來自專欄可樂編程【可樂編程】第28期 0基礎學Python之25：異常處理下_騰訊視頻?

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Hi 大家好，我是王可樂，歡迎回到我們的零基礎學 Python 課程。上一節課里，可樂為大家介紹了什麼是異常，以及如何識別、定位異常和尋找異常的解決辦法。在編寫代碼時，我們應該盡量避免出現異常。

不過，很多時候異常的發生也是不可避免的，特別是程序運行時需要讀取用戶輸入的時候。和很多其他語言一樣，Python 提供了一個異常的處理框架，可以用來對可能發生的異常進行預判和防護。這一節課里，可樂就來為大家介紹一下 Python 中的異常處理。

我們先來看一下，在第二課中為大家介紹的小遊戲代碼。

import randomnum = random.randint(1, 100) # 獲得一個隨機數is_done = False # 是否猜中的標記count = 0 # 玩家猜了幾次while not is_done: guess = int(input(請輸入一個[1, 100]的整數：)) if guess == num: is_done = True elif guess > num: print(大了，再猜猜！) elif guess < num: print(小了，再猜猜！) count += 1print(恭喜你，猜了{}次，終於猜對了！答案是{}！.format(count, num))

這段代碼的第 8 行中，我們調用了 Python 內置的 input() 函數，並且提示用戶在這裡輸入一個 1 到 100 之間的整數。用戶輸入之後，input() 函數返回用戶輸入的字元串，隨後我們用 int() 函數將用戶輸入的字元串轉換成一個整數。看起來沒有問題。不過，假如用戶沒有輸入整數，而是隨便輸入了一個其他字元串呢？我們把這段代碼拿出來，用 Python Shell 演示一下：

>>> guess = int(input(輸入一個整數：))輸入一個整數：abc # 我們在這裡輸入一個 abcTraceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module>ValueError: invalid literal for int() with base 10: abc

可以看到，int() 函數拋出了一個叫做 ValueError 的異常，提示我們字元串 abc 不能被轉換成十進位的整數。由於我們沒有對異常做任何處理，在這個小遊戲里，如果用戶不小心輸入了非 0 到 9 之間的字元，那麼遊戲程序就會拋出這個異常而退出。

我們可以檢查用戶的輸入，判斷用戶是否輸入了合法的字元，在輸入合法的時候才將用戶輸入轉換為整數。例如，可以這樣來寫代碼：

>>> guess_str = input(輸入一個整數：)>>> if is_decimal(guess_str): # 判斷用戶輸入是否是十進位數字... guess = int(guess_str) # 輸入合法的情況下，我們將它轉換成整數類型... else: # 否則，我們提示用戶應該輸入一個整數... print(您的輸入不是整數： + guess_str)...

這裡，is_decimal() 需要我們自己實現，我們既可以用一個 for 循環檢查輸入字元串中的每一個字元，看看是否位於 ASCII 碼的數字範圍，也可以用以後將要學習到的正則表達式。

在日常寫代碼中，有很多類似的異常情況需要我們去考慮。特別是當我們面對用戶輸入的時候，如果我們盲目信任用戶的輸入，那麼不僅可能造成程序崩潰、結果錯誤，甚至，當我們的代碼在網路上運行時，還會引發許多安全問題，使得我們暴露在駭客的攻擊之下。

在編碼過程中對各種異常情況的防範處理，我們稱作防禦性編程。有很多資料為大家提供了防禦性編程的介紹、建議等，建議同學們搜索學習一下，為安全編程打下意識基礎。

上面的代碼里，我么使用了 IF 語句來對用戶輸入進行了額外的判斷。實際上，使用 Python 的異常處理功能，能夠更加簡單優雅地解決這個問題。我們還是先來看例子：

>>> try:... guess = int(input(輸入一個整數：))... except ValueError:... print(輸入錯誤，請您再試一次)...

這段代碼里，使用了 Python 的 try 和 except 關鍵字。這個語句的意思可以理解為：嘗試運行 try 關鍵字後面的語句，如果代碼運行沒有問題，那麼語句運行結束；如果代碼拋出了 ValueError 異常，那麼就執行 except 後面的語句。

在我們遊戲代碼的循環語句中，我們可以使用類似的代 碼包裹用戶輸入的語句，並且在 except 後面的語句塊中加一句 continue。這樣，在用戶輸入錯誤拋出異常時，我們就結束當前循環的運行，進入下一次循環，讓用戶重新輸入。大家可以自己嘗試改寫一下，或者拷貝可樂代碼倉庫中的代碼，試一下看是不是遊戲體驗好了很多呢？

上面這種代碼叫做異常的捕獲處理。使用異常捕獲，捕獲了異常之後，通常我們會提示用戶、記錄日誌，或者改變代碼執行流程，就像上面的 continue 語句一樣。和 IF 語句的 ELIF 子句類似，except 子句也可以重複多次；此外，和 IF 語句的 ELSE 子句類似，可以在 try 語句的最後使用 finally 關鍵字，Python 則會保證 finally 語句塊中的代碼總是會被運行；

try 語句自己也支持 else 子句，這裡的代碼則在沒有異常出現的時候總是會運行。我們來看下面的例子：

>>> try:... guess = int(input(輸入一個整數：)) # 仍然是提示用戶輸入整數... except ValueError:... print(輸入錯誤，請您再試一次) # 提示用戶輸入錯誤... except KeyboardInterrupt: # 然後，我們捕獲另一個異常，KeyboardInterrupt... print(輸入中斷) # 這個異常表示輸入中斷，我們提示給用戶... else: # 我們加入 else 子句... print(輸入正常) # else 子句總是在代碼沒有異常時運行，我們提示用戶... finally: # 最後，我們加入 finally 子句... print(這句話總是會執行)...

這段代碼里的 是一個特殊的異常，它會在用戶按 Ctrl-C 組合鍵的時候發生。

這裡，我們按下 Ctrl-C。可以看到，代碼提示我們"輸入中斷"，這表示代碼成功捕獲了 KeyboardInterrupt 這個異常；此外，我們看到"這句話總是被執行"也列印了出來。

我們再來試一下，這一次我們輸入 abc，觸發 ValueError。可以看到，代碼提示我們輸入錯誤，並且這時也執行了 finally 子句。

最後，我們輸入一個正確的數字 42 試一下。大家可以看到，else 子句被執行了，這個子句只會在我們輸入正確，沒有觸發異常的時候運行。

此外，finally 子句也運行了，這就是 finally 關鍵字的作用，它在無論何種異常情況下都能執行。這個特性在做一些清理工作，例如關閉文件、緩存、資料庫連接等方面尤其有用。

我們上面這種寫法，用 except 語句捕獲並處理了不同的異常，實現了不同的異常情況區別對待的功能。

假如說有若干個異常情況可以做同樣的處理，except 也是可以同時捕獲多種不同類型異常的，寫法類似 except (XXXError, YYYError, ZZZError): ；

此外，except 後面也可以不寫任何異常類型，這時 except 就會嘗試捕獲所有發生的異常。不過，可樂不建議大家盲目地捕獲所有的異常，一方面是這樣我們可能掩蓋了代碼中的嚴重錯誤；另一方面，盲目捕獲所有異常也是一種偷懶的做法，總是這麼做，你就沒有動力研究各種可能發生的異常了。

最後，except 語句還支持用 as 關鍵字將捕獲的異常賦值給一個變數；捕獲的異常處理之後還可以使用 raise 語句拋出；並且，我們也能夠定義自己的異常類型。

好了，今天的課程可樂就先講到這裡。寫代碼難免遇到錯誤和異常，而在大型代碼中異常處理更是尤為重要。在使用內置函數、第三方庫時，大家可以多查閱文檔，看看別人寫的函數是否會拋出異常，又會拋出什麼樣的異常，需要做什麼樣的處理。希望大家以後在寫代碼的時候，都能認真思考，勤於調研，寫出不倒翁一樣穩定的代碼哦。

我們對異常處理的介紹先到這裡。下一節課將會是我們初級課程的最後一課，可樂會利用我們前面學習到的各種知識，帶領大家寫一個更加好玩，可訂製的小遊戲，敬請期待哦。

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