在程序运行的过程中,如果发生了错误,可以事先约定返回一个错误代码,这样,就可以知道是否有错,以及出错的原因。
在操作系统提供的调用中,返回错误码非常常见。比如打开文件的函数open(),成功时返回文件描述符(就是一个整数),出错时返回-1

用错误码来表示是否出错十分不便,因为函数本身应该返回的正常结果和错误码混在一起,造成调用者必须用大量的代码来判断是否出错:

  1. #!/usr/bin/env
  2. def foo():
  3. r = some_function()
  4. if r==(-1):
  5. return (-1)
  6. # do something
  7. return r
  8. def bar():
  9. r = foo()
  10. if r==(-1):
  11. print('Error')
  12. else:
  13. pass
  14. bar()

一旦出错,还要一级一级上报,直到某个函数可以处理该错误(比如,给用户输出一个错误信息)。
所以高级语言通常都内置了一套try...except...finally...的错误处理机制,Python也不例外。

try

让我们用一个例子来看看try的机制:

  1. #!/usr/bin/env
  2. try:
  3. print('try...')
  4. r = 10 / 0
  5. print('result:', r)
  6. except ZeroDivisionError as e:
  7. print('except:', e)
  8. finally:
  9. print('finally...')
  10. print('END')

当我们认为某些代码可能会出错时,就可以用try来运行这段代码,如果执行出错,则后续代码不会继续执行,
而是直接跳转至错误处理代码,即except语句块,执行完except后,如果有finally语句块,则执行finally语句块,至此,执行完毕。

上面的代码在计算10 / 0时会产生一个除法运算错误:

  1. try...
  2. except: division by zero
  3. finally...
  4. END

从输出可以看到,当错误发生时,后续语句print('result:', r)不会被执行,except由于捕获到ZeroDivisionError,因此被执行。
最后,finally语句被执行。
然后,程序继续按照流程往下走。
如果把除数0改成2,则执行结果如下:

  1. try...
  2. result: 5
  3. finally...
  4. END

由于没有错误发生,所以except语句块不会被执行,但是finally如果有,则一定会被执行(可以没有finally语句)。

你还可以猜测,错误应该有很多种类,如果发生了不同类型的错误,应该由不同的except语句块处理。
没错,可以有多个except来捕获不同类型的错误:

  1. #!/usr/bin/env
  2. try:
  3. print('try...')
  4. r = 10 / int('a')
  5. print('result:', r)
  6. except ValueError as e:
  7. print('ValueError:', e)
  8. except ZeroDivisionError as e:
  9. print('ZeroDivisionError:', e)
  10. finally:
  11. print('finally...')
  12. print('END')

int()函数可能会抛出ValueError,所以我们用一个except捕获ValueError,用另一个except捕获ZeroDivisionError

此外,如果没有错误发生,可以在except语句块后面加一个else,当没有错误发生时,会自动执行else语句:

  1. #!/usr/bin/env
  2. try:
  3. print('try...')
  4. r = 10 / int('2')
  5. print('result:', r)
  6. except ValueError as e:
  7. print('ValueError:', e)
  8. except ZeroDivisionError as e:
  9. print('ZeroDivisionError:', e)
  10. else:
  11. print('no error!')
  12. finally:
  13. print('finally...')
  14. print('END')

Python的错误其实也是class,所有的错误类型都继承自BaseException,所以在使用except时需要注意的是,它不但捕获该类型的错误,还把其子类也“一网打尽”。比如:

  1. #!/usr/bin/env
  2. try:
  3. foo()
  4. except ValueError as e:
  5. print('ValueError')
  6. except UnicodeError as e:
  7. print('UnicodeError')

第二个except永远也捕获不到UnicodeError,因为UnicodeErrorValueError的子类,如果有,也被第一个except给捕获了。
Python所有的错误都是从BaseException类派生的,常见的错误类型和继承关系看这里:
https://docs.python.org/3/library/exceptions.html#exception-hierarchy

使用try...except捕获错误还有一个巨大的好处,就是可以跨越多层调用,比如函数main()调用foo()foo()调用bar(),结果bar()出错了,这时,只要main()捕获到了,就可以处理:

  1. #!/usr/bin/env
  2. def foo(s):
  3. return 10 / int(s)
  4. def bar(s):
  5. return foo(s) * 2
  6. def main():
  7. try:
  8. bar('0')
  9. except Exception as e:
  10. print('Error:', e)
  11. finally:
  12. print('finally...')
  13. main()

也就是说,不需要在每个可能出错的地方去捕获错误,只要在合适的层次去捕获错误就可以了。
这样一来,就大大减少了写try...except...finally的麻烦。