本系列文章是我学习Python3.9的官方tutorial的笔记，大部分来源于官网的中文翻译，但由于该翻译有些部分实在太差和啰嗦，我做了很多删除和修改，还有部分原文讲不明白的，我参考其他资料增加了进一步阐述说明。
7.1 语法错误
语法错误又称解析错误：
>>> while True print('Hello world')
File "<stdin>", line 1
while True print('Hello world')
^
SyntaxError: invalid syntax
7.2 异常
即使语句或表达式在语法上是正确的，但在尝试执行时，它仍可能会引发错误。 在执行时检测到的错误被称为异常，异常不一定会导致严重后果。 但是，大多数异常并不会被程序处理，此时会显示如下所示的错误信息:
>>> 10 * (1/0)
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
ZeroDivisionError: division by zero
>>> 4 + spam*3
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'spam' is not defined
>>> '2' + 2
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: Can't convert 'int' object to str implicitly
上述示例中的异常类型依次是：ZeroDivisionError， NameError 和 TypeError。作为异常类型打印的字符串是发生的内置异常的名称。
内置异常 列出了内置异常和它们的含义。
7.3 处理异常
可以编写处理所选异常的程序。请看下面的例子，它会要求用户一直输入，直到输入的是一个有效的整数，但允许用户中断程序（使用Control-C或操作系统支持的其他操作）；请注意用户引起的中断可以通过引发 KeyboardInterrupt 异常来指示。:
>>> while True:
... try:
... x = int(input("Please enter a number: "))
... break
... except ValueError:
... print("Oops! That was no valid number. Try again...")
...
try 语句的工作原理如下：
- 首先，执行 try 子句 （
try和except关键字之间的（多行）语句）。 - 如果没有异常发生，则跳过 except 子句 并完成
try语句的执行。 - 如果在执行 try 子句时发生了异常，则跳过该子句中剩下的部分。 然后，如果异常的类型和
except关键字后面的异常匹配，则执行 except 子句，然后继续执行try语句之后的代码。 - 如果发生的异常和 except 子句中指定的异常不匹配，则将其传递到外部的
try语句中；如果没有找到处理程序，则它是一个 未处理异常，执行将停止并显示如上所示的消息。
一个try语句可能有多个 except 子句，以指定不同异常的处理程序。 最多会执行一个处理程序。 一个 except 子句可以将多个异常命名为带括号的元组，例如:
... except (RuntimeError, TypeError, NameError):
... pass
如果发生的异常和 except 子句中的类是同一个类或者是它的基类，则异常和 except 子句中的类是兼容的。例如，下面的代码将依次打印 B, C, D：
class B(Exception):
pass
class C(B):
pass
class D(C):
pass
for cls in [B, C, D]:
try:
raise cls()
except D:
print("D")
except C:
print("C")
except B:
print("B")
请注意如果 except 子句被颠倒（把 except B 放到第一个），它将打印 B，B，B --- 即第一个匹配的 except 子句被触发。
最后的 except 子句可以省略异常名，以用作通配符。但请谨慎使用，因为以这种方式很容易掩盖真正的编程错误！它还可用于打印错误消息，然后重新引发异常（同样允许调用者处理异常）:
import sys
try:
f = open('myfile.txt')
s = f.readline()
i = int(s.strip())
except OSError as err:
print("OS error: {0}".format(err))
except ValueError:
print("Could not convert data to an integer.")
except:
print("Unexpected error:", sys.exc_info()[0])
raise
try ... except 语句有一个可选的 else 子句，在使用时必须放在所有的 except 子句后面。对于在 try 子句不引发异常时必须执行的代码来说很有用。 例如:
for arg in sys.argv[1:]:
try:
f = open(arg, 'r')
except OSError:
print('cannot open', arg)
else:
print(arg, 'has', len(f.readlines()), 'lines')
f.close()
使用 else 子句比向 try 子句添加额外的代码要好，因为它避免了这些额外代码抛出的异常被except捕获到，因为通常except要捕获的是里面主要的逻辑。
except 子句可以在异常名称后面指定一个变量。这个变量和一个异常实例绑定，异常创建的参数存储在 instance.args 中。为了方便起见，异常实例定义了 __str__() ，因此可以直接打印参数而无需引用 .args 。
>>> try:
... raise Exception('spam', 'eggs')
... except Exception as inst:
... print(type(inst)) # the exception instance
... print(inst.args) # arguments stored in .args
... print(inst) # __str__ allows args to be printed directly,
... # but may be overridden in exception subclasses
... x, y = inst.args # unpack args
... print('x =', x)
... print('y =', y)
...
<class 'Exception'>
('spam', 'eggs')
('spam', 'eggs')
x = spam
y = eggs
7.4 抛出异常
raise 语句允许程序员强制发生指定的异常。例如:
>>> raise NameError('HiThere')
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: HiThere
raise 唯一的参数就是要抛出的异常。这个参数必须是一个异常实例或者是一个异常类（派生自 Exception 的类）。如果传递的是一个异常类，它将通过调用没有参数的构造函数来隐式实例化:
raise ValueError # shorthand for 'raise ValueError()'
如果你需要确定是否引发了异常但不打算处理它，则可以使用更简单的 raise 语句形式重新引发异常:
>>> try:
... raise NameError('HiThere')
... except NameError:
... print('An exception flew by!')
... raise
...
An exception flew by!
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 2, in <module>
NameError: HiThere
7.5 异常链
# exc must be exception instance or None.
raise RuntimeError from exc
这在你要转换异常时非常有用。 例如:
>>> def func():
... raise IOError
...
>>> try:
... func()
... except IOError as exc:
... raise RuntimeError('Failed to open database') from exc
...
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 2, in <module>
File "<stdin>", line 2, in func
OSError
The above exception was the direct cause of the following exception:
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 4, in <module>
RuntimeError: Failed to open database
在 except 和 finally 子句中异常链都是自动触发的，可以使用from None来阻止异常链:
>>> try:
... open('database.sqlite')
... except IOError:
... raise RuntimeError from None
...
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 4, in <module>
RuntimeError
更多详情请查看内置异常。
7.6 用户自定义异常
程序可以通过创建新的异常类来命名它们自己的异常。异常通常应该直接或间接地从 Exception 类派生。
在创建可能引发多个不同错误的模块时，通常的做法是为该模块定义的异常创建基类，并为不同错误条件创建特定异常类的子类:
class Error(Exception):
"""Base class for exceptions in this module."""
pass
class InputError(Error):
"""Exception raised for errors in the input.
Attributes:
expression -- input expression in which the error occurred
message -- explanation of the error
"""
def __init__(self, expression, message):
self.expression = expression
self.message = message
class TransitionError(Error):
"""Raised when an operation attempts a state transition that's not
allowed.
Attributes:
previous -- state at beginning of transition
next -- attempted new state
message -- explanation of why the specific transition is not allowed
"""
def __init__(self, previous, next, message):
self.previous = previous
self.next = next
self.message = message
大多数异常都定义为名称以“Error”结尾，类似于标准异常的命名。
7.7 定义清理操作
try 语句有另一个可选子句finally，用于定义必须在所有情况下执行的清理操作。例如:
>>> try:
... raise KeyboardInterrupt
... finally:
... print('Goodbye, world!')
...
Goodbye, world!
KeyboardInterrupt
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 2, in <module>
如果存在 finally 子句，则 finally 子句将作为 try 语句结束前的最后一项任务被执行。 finally 子句不论 try 语句是否产生了异常都会被执行。 以下几点讨论了当异常发生时一些更复杂的情况：
- 如果在执行
try子句期间发生了异常，该异常可由一个except子句进行处理。 如果异常没有被某个except子句所处理，则该异常会在finally子句执行之后被重新引发。 - 异常也可能在
except或else子句执行期间发生。 同样地，该异常会在finally子句执行之后被重新引发。 - 如果在执行
try语句时遇到一个break,continue或return语句，则finally子句将在执行break,continue或return语句之前被执行。 - 如果
finally子句中包含一个return语句，则返回值将来自finally子句的某个return语句的返回值，而非来自try子句的return语句的返回值。
例如：
>>> def bool_return():
... try:
... return True
... finally:
... return False
...
>>> bool_return()
False
一个更为复杂的例子:
>>> def divide(x, y):
... try:
... result = x / y
... except ZeroDivisionError:
... print("division by zero!")
... else:
... print("result is", result)
... finally:
... print("executing finally clause")
...
>>> divide(2, 1)
result is 2.0
executing finally clause
>>> divide(2, 0)
division by zero!
executing finally clause
>>> divide("2", "1")
executing finally clause
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
File "<stdin>", line 3, in divide
TypeError: unsupported operand type(s) for /: 'str' and 'str'
在实际应用程序中，finally 子句对于释放外部资源（例如文件或者网络连接）非常有用，无论是否成功使用资源。
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